紀(jì)純陽
(遼寧省楊樹研究所,遼寧 蓋州 115213)
楊樹作為主要的造林樹種,在遼寧省內(nèi)栽培廣泛,品種多樣[1]。近些年,因受自然因素和人為因素的影響,導(dǎo)致楊樹用材林和防護林病蟲害發(fā)生嚴(yán)重,直接影響楊樹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2-3],如何安全有效的防治楊樹病蟲害,仍是目前需要深入研究的課題。
楊樹爛皮病是楊樹重要的枝干病害之一[4],病原菌無性階段為金黃殼囊孢菌Cytospora chrysosperma(Pers.)Fr.,有性階段為污黑腐皮殼Valsa sordidaNit.[3,5]。楊樹生長過程中發(fā)生凍害、日灼、干旱等自然災(zāi)害時,就會引起楊樹樹勢衰弱、干部創(chuàng)傷,爛皮病大面積發(fā)生,甚至枯死,嚴(yán)重時造成楊樹大片死亡[6-7]。通常采用化學(xué)農(nóng)藥來防治楊樹爛皮病,而且抑制機理研究報道很少。本研究選用了一種保護型殺菌劑—百菌清,初步分析其對楊樹爛皮病病原菌的抑菌機理,為楊樹爛皮病病害科學(xué)防治提供一定的理論依據(jù)。
楊樹爛皮?。?8513),購自中國林業(yè)科學(xué)院林業(yè)菌種保存中心。
百菌清(有效成分75%,利民化學(xué)有限責(zé)任公司),丙二醛試劑盒(南京建成A003-1),考馬斯亮藍G-250(國藥集團化學(xué)試劑有限公司),牛血清白蛋白(BioFroxx)。
基礎(chǔ)培養(yǎng)基:馬鈴薯培養(yǎng)基(PDA)。
2.1.1 帶藥培養(yǎng)基的制備
將配置好的PDA 培養(yǎng)基等量分裝于大三角瓶中,高壓滅菌,在無菌條件下將預(yù)先稱好的不同質(zhì)量百菌清藥劑加入到冷卻至40 ℃左右的培養(yǎng)基中,使藥劑在培養(yǎng)基中最終稀釋1 000、800、600 和400倍液。固體培養(yǎng)基在加入藥劑后混合均勻直接倒入無菌平皿中,冷卻后封口備用。液體培養(yǎng)基待接種后完全冷卻備用。每組處理5次重復(fù)[8-9]。
2.1.2 接種及培養(yǎng)
在無菌條件下,用直徑為5 mm的打孔器在預(yù)培養(yǎng)菌株平面上打成圓形的菌絲片,取一片菌絲片接種于帶藥固體培養(yǎng)基的中間,使菌絲表面與固體培養(yǎng)基表面接觸,用封口膜封口,放置于25 ℃生物培養(yǎng)箱中倒置暗培養(yǎng)。當(dāng)對照菌絲生長至平皿邊緣時停止生長,采用十字交叉法測量菌絲的生長直徑,并做數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析[10-11]。
取兩片菌絲片接種于帶藥液體培養(yǎng)基中,封口并放置于25 ℃搖床中暗培養(yǎng)。以不加藥劑為對照組,當(dāng)對照組長滿整個培養(yǎng)基時,終止培養(yǎng),取出菌絲用無菌蒸餾水沖洗干凈,用8層紗布過濾擰干,冷凍干燥后稱量干重,并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析[12-13]。
采用TBA 法進行MDA 含量測定。取對照和帶藥處理組的干菌絲0.1 g,加入到冷凍研缽中,再加液氮研磨成粉末狀,放于10 mL無菌離心管中,用冷生理鹽水稀釋至10 mL,4 ℃條件下2 500 r/min超低溫離心5 min,取適量上清液按照南京建成A003-1試劑盒說明書進行測定丙二醛的含量[14-15]。
采用考馬斯亮藍G-250染色法測定菌絲內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量[16],以牛血清白蛋白為蛋白標(biāo)準(zhǔn)品。取對照和帶藥處理組的干菌絲0.1 g 放于冷凍的研缽中,迅速加液氮研磨成粉末狀,轉(zhuǎn)移至無菌10 mL離心管中,用冷生理鹽水稀釋至10 mL,取各樣品液0.1 mL,加入0.9 mL無菌去離子水,再加入5mL考馬斯亮藍溶液,混勻后放置2 min,以加等量無菌去離子水為對照,每組3次重復(fù)。測量各樣品OD595nm,用對照管調(diào)零,并通過蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線計算蛋白含量[17-18]。
楊樹爛皮病病原菌在PDA 培養(yǎng)基上生長比較慢,8 d 時對照菌絲長至平皿邊緣,而帶藥培養(yǎng)基上的菌絲幾乎向外未延伸。此時采用十字交叉法測量各組的菌絲生長直徑并進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。結(jié)果如表1。1 000 倍稀釋液的抑制率為78.81 %±3.46 %b,而600 倍稀釋液的抑制率為85.04 %±2.12 %ab。各組間菌絲生長直徑和抑制率在P<0.05水平上存在顯著性差異。確定不同稀釋倍數(shù)的百菌清藥劑對楊樹爛皮病有不同程度的抑制作用。抑制率隨稀釋倍數(shù)的增加(濃度降低)而降低。
楊樹爛皮病菌在液體PDA 培養(yǎng)基中培養(yǎng)12 d時,對照組菌絲已長滿整個液體發(fā)酵培養(yǎng)基。結(jié)果如表1。對照組100 mL 發(fā)酵液中菌絲干重為76.08±1.89a mg,而處理組菌絲干重明顯低于對照組,800倍稀釋液處理組100 mL發(fā)酵液的菌絲干重為8.79±1.59c mg,而400倍稀釋液的為3.84±1.34e mg??梢姴煌♂尡稊?shù)百菌清藥劑對楊樹爛皮病菌絲生長及生物量都有影響,能顯著抑制菌絲的生長。
表1 百菌清對楊樹爛皮病菌絲生長及生物量的影響結(jié)果
MDA 含量是菌絲細胞膜過氧化程度的體現(xiàn),MDA 含量高,說明細胞膜過氧化程度高,細胞膜受到的傷害嚴(yán)重。百菌清對楊樹爛皮病菌絲體內(nèi)MDA 含量結(jié)果見圖1。爛皮病菌發(fā)酵培養(yǎng)12 d 后,對照組菌絲體內(nèi)MDA 含量為1.10±0.19 mmol/g,800倍百菌清稀釋液的菌絲體內(nèi)MDA含量為1.91±0.35 mmol/g,而400 倍百菌清稀釋液的菌絲體內(nèi)MDA 含量為2.07±0.41 mmol/g。處理組的MDA 含量明顯高于對照組,并隨著藥劑的稀釋倍數(shù)的減少(藥劑濃度增大)而增多,并在P<0.05 水平上呈現(xiàn)顯著性差異。可見楊樹爛皮病菌絲受到百菌清藥劑脅迫時,膜質(zhì)過氧化程度加劇,細胞膜受到損傷,導(dǎo)致MDA含量增多。
圖1 百菌清對楊樹爛皮病菌絲體內(nèi)丙二醛含量的影響
蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線:蛋白質(zhì)含量(Y)與吸光值OD595(x)的回歸方程為:Y=0.006 6x+0.012 3,相關(guān)系數(shù)R2=0.998 9。根據(jù)試驗測得的各處理組OD595計算出相應(yīng)的蛋白質(zhì)含量。結(jié)果見圖2。爛皮病菌絲發(fā)酵培養(yǎng)12 d后,對照菌絲體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量為6.29±0.96 μg/mL,800倍百菌清稀釋液的菌絲體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量為1.21±0.57 μg/mL,而400倍百菌清稀釋液的菌絲體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量為0.33±0.14 μg/mL,處理組的可溶性蛋白質(zhì)含量明顯低于對照組,并隨著稀釋倍數(shù)減小菌絲體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量也隨之減少??梢姲倬迥苊黠@抑制楊樹爛皮病菌絲體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)合成,導(dǎo)致可溶性蛋白質(zhì)含量降低。
圖2 百菌清對楊樹爛皮病菌絲體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量的影響
百菌清作為一種保護性殺菌劑,被廣泛應(yīng)用于林木病害防治。本研究主要從百菌清對楊樹爛皮病菌絲的生長和生物量的影響,及對菌絲體內(nèi)丙二醛和可溶性蛋白質(zhì)含量四個方面初步分析了百菌清對楊樹爛皮病的抑菌機理。通過試驗表明,百菌清能明顯抑制楊樹爛皮病菌絲的生長和生物量;破壞菌絲細胞,使細胞膜脂質(zhì)過氧化程度增大,細胞受損嚴(yán)重,導(dǎo)致丙二醛含量增大;能顯著抑制楊樹爛皮病菌絲體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)合成,導(dǎo)致體內(nèi)蛋白質(zhì)含量降低。
在今后試驗中,還要開展更深層次的抑菌機理研究,主要從對菌絲體內(nèi)各種合成與代謝相關(guān)酶活性的影響以及分子水平進行相關(guān)研究。期待為楊樹爛皮病的防治提供科學(xué)依據(jù),為百菌清在林業(yè)病蟲害防治中的推廣與應(yīng)用提供一定的理論支持。