油茶炭疽病病原菌生物学特性研究

王义勋 刘伟 郑露 陈京元 唐岚



摘要:对引起油茶炭疽病的胶孢炭疽菌的生物学特性进行了研究.结果表明,该病菌在10~35℃的温度范围内均能生长以及分生孢子正常萌发,其中30℃最适宜菌丝生长和分生孢子萌发;在pH3.0~11.0范围内菌丝均能生长和分生孢子均可萌发,pH6.0最利于菌丝生长,pH5.0~7.0最适宜分生孢子萌发。连续光照有利于菌丝的生长,光暗交替有利于分生孢子的萌发。可溶性淀粉和尿素利于菌丝生长;乳糖和麦芽糖与谷氨酸的不利于菌丝生长。甘露醇和甘氨酸有利于产孢,半乳糖和硝酸钾不利于产孢;菌丝和分生孢子的最低致死温度为55℃,10min。
关键词:油茶;胶孢炭疽菌;生物学特性
中图分类号:S435.659 文献标识码:A 文章编号:1004-3020(2016)03-0040-05
油茶Camelliae oleifera是我国南方林区重要的木本油料树种之一,适宜在荒山、丘陵区种植。其种子榨出的食用油(茶油)素有“东方橄榄油”美誉,不仅保障我国粮油安全,而且提升人民健康水平。此外,荒山、丘陵区种植油茶,不与粮棉争地,能够改善生态环境,具有重要生态价值。在我国各产区油茶炭疽病普遍发生,引起落果、落蕾、枝梢枯死等,甚至整株衰亡,造成重大经济损失,可减产10%~30%,重病区40%~50%。近年来,随着油茶种植面积不断扩大,炭疽病危害程度越来越严重,已限制我国油茶产业健康发展。
该病的病原菌为胶孢炭疽菌Colletotrichumgloeosporioides,但是胶孢炭疽菌分布广泛,寄主泛多,存在种问遗传多样性。杜宜新等研究发现,番木瓜炭疽病菌菌丝生长最适温度为25~28℃,分生孢子萌发的最适温度为28~30℃;最适pH为6,分生孢子萌发的最适pH为5;黑暗条件下生长速度最快;葡萄糖、乳糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、可溶性淀粉能促进分生孢子的萌发和形成;该菌的致死温度为55℃,10min.高洋等对墨兰炭疽病菌生物学特性进行研究,结果表明菌丝生长和孢子萌发最适温度为26℃,产生孢子最适温度为30℃;菌丝生长最适pH为7~8,产生孢子最适pH为7~9,孢子萌发最适pH为7;26℃下连续光照产孢量最多。目前,关于油茶炭疽病菌的生物学特性未见详细报道,需要深入了解病原菌特性,才能掌握该病害发病规律且制定科学防治技术措施。因此,本文对油茶炭疽病菌的生物学特性进行研究,以期为病害的科学防治提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试菌株
按照常规组织分离方法,供试菌株YX-1、MC-8和HA-7分离于采自阳新、麻城和红安的油茶发病叶片,经单孢纯化后保存在PDA斜面上,于4℃冰箱中保存备用。
1.2 温度对病原菌菌丝生长及分生孢子萌发的影响
从活化菌株YX-1、MC-8和HA-7菌落边缘打取直径6mm的菌丝块,将菌丝块接种于PDA平板中央,每皿接种1个菌丝块,然后分别置于5℃,10℃,15℃,20℃,25℃,30℃,35℃,40℃等不同温度进行菌丝生长培养。5d后用十字交叉法测量菌落直径。每个处理设置5个重复。
从供试菌株YX-1、MC-8和HA-7菌落挑取分生孢子团,用无菌水稀释成浓度为1×106个/mL的孢子悬浮液。将200μL分生孢子液置于凹槽玻片,分别于5℃,10℃,15℃,20℃,25℃,30℃,35℃,40℃等不同温度进行孢子萌发试验。每个处理设置5个重复。培养12h后统计孢子萌发数,计算孢子萌发率(%)。
1.3 pH值对病原菌菌丝生长及分生孢子萌发的影响
用HCl和NaOH调节液体培养基的pH值。设置3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0、10.0,11.0等9个不同pH处理。打取直径为6mm菌丝块接种在不同pH值的PDB培养液中,置于25℃恒温摇床(120rpm)条件下培养。每处理重复5次。培养5d后,收集菌丝、烘干并称重。
设置3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0、10.0,11.0共9个梯度pH缓冲液。取200μL浓度为1×106个/mL分生孢子液分别与5mL不同pH缓冲液充分混合,然后取200μL混合液放入凹槽玻片,置于25℃恒温条件下培养。每个处理设置5个重复。培养12h后统计孢子萌发数,计算孢子萌发率(%)。
1.4 光照对病原菌菌丝生长及分生孢子萌发的影响
用直径6mm的打孔器在活化菌株YX-1、MC-8和HA-7菌落边缘打取菌丝块,将菌丝块接种于PDA平板中央,每皿接种1个菌丝块。将培养皿置于25℃人工气候培养箱。设置连续黑暗、12h光暗交替、连续光照3个处理(光源为普通日光灯18w,22cm),每个处理设置5个重复。5d后用十字交叉法测量菌落直径。
将200μL浓度为1×106个/mL分生孢子液于凹槽玻片,设置连续黑暗、1h光暗交替、连续光照3个处理(光源为普通日光灯18W,22cm)。每个处理设置5个重复,25℃恒温培养6h后统计孢子萌发数,计算孢子萌发率(%)。
1.5 碳源对病原菌菌丝生长及产孢量的影响
以Czapek培养基为基础,分别以相同碳含量的葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、半乳糖、甘露醇、可溶性淀粉代替蔗糖而配成含不同碳源的培养液。从预先活化菌落边缘挑取直径为6mm的菌丝块接种到不同碳源的100mL培养液中,于25℃、120rpm震荡培养。5d后,收集菌丝、烘干并称重。用血球计数板测量孢子浓度。以不加任何碳源为对照,每处理5个重复。
1.6 氮源对病原菌菌丝生长及产孢量的影响
以Czapek培养基为基础,分别以相同氮元素含量的氯化铵、尿素、蛋白胨、氯化铵、谷氨酸、硝酸钾、硝酸钠、酵母膏代替硝酸钾而配成含不同氮源的培养液。从预先活化菌落边缘挑取直径为6mm的菌丝块接种到含不同氮源的100mL培养液中,于25℃、120rpm震荡培养。5d后,收集菌丝、烘干并称重。用血球计数板测量孢子浓度。以不加任何氮源为对照,每处理5个重复,
1.7 菌丝与孢子的致死温度测定
将直径6mm菌丝块置于无菌离心管中,加入2mL无菌水,然后分别在40℃,45℃,50℃,55℃,60℃,65℃水浴处理10min,冷却后将菌丝块置于PDA平板中央,25℃恒温光照培养。5d后观察其生长情况。每处理重复5次,
分生孢子悬浮液的制备方法同上。取1mL孢子悬浮液于1.5mL离心管中,分别置于40℃,45℃,50℃,55℃,60℃,65℃水浴处理10min,冷却,25℃恒温光照培养12h后统计孢子萌发数。每个处理5次重复。
1.8 数据统计与分析
采用EXCEL进行作图。采用DPS软件(V3.01)进行数据统计分析,并用最小显著差数法(LSD)比较各处理之间的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 温度对病原菌菌丝生长及分生孢子萌发的影响
不同温度对菌株YX-1、MC-8和HA-7菌丝生长具有显著影响(图1)。试验结果表明,3个菌株在10~35℃的范围内均能生长,其中25~30℃的温度范围生长较好;菌丝生长最适温度为30℃。3个菌株在5℃和40℃时,菌丝均不生长。
不同温度对菌株YX-1、MC-8和HA-7的孢子萌发率有明显差异(图2)。实验结果表明,3个菌株的孢子萌发温度范围为10~35℃。在10~30℃范围内,分生孢子随着温度的升高,萌发率逐渐增加,在30℃萌发率达到最高。在5℃和40℃条件下供试菌株的分生孢子均不萌发。
2.2 pH值对病原菌菌丝生长及分生孢子萌发的影响
不同pH对菌株YX-1、MC-8和HA-7菌丝生长的影响存在显著差异(图3)。试验结果表明,菌株YX-1、MC-8和HA-7菌丝在pH为5.0~7.0范围的范围生长较好,其中pH6.0最为适宜。在pH为3.0~6.0范围内,菌株YX-1、MC-8和HA-7的菌丝干重随pH的升高而逐渐增加,在pH6.0时菌丝干重达到最高;在pH在6.0~11.0范围内,菌丝干重随着pH的升高而逐渐减少。
在不同pH条件下,菌株YX-1、MC-8和HA-7的孢子萌发率有显著变化(图4)。结果表明,在pH3.0~11.0范围内孢子均可萌发,在pH为5.0~7.0范围的范围孢子均萌发率较高,其中pH6.0时孢子均萌发率最高,YX-1孢子萌发率为95.6%,MA-8孢子萌发率为94%,HA-7孢子萌发率为92%。
2.3 光照对病原菌菌丝生长及分生孢子萌发的影响
供试菌株YX-1、MC-8和HA-7在连续光照、12h光暗交替、连续黑暗三种条件下培养5d后的菌落直径(图5),三种不同的光照处理之间存在一定差异性。结果表明,连续光照条件有利于菌丝生长;而连续黑暗培养条件不利于菌丝生长。
供试菌株YX-1、MC-8和HA-7的分生孢子在连续黑暗、光暗交替和连续光照三个条件下,30℃恒温培养6h后均能萌发,但是萌发率却存在显著差异(图6)。结果表明:光暗交替条件下3个菌株的分生孢子的萌发率最高,利于分生孢子萌发;连续黑暗条件下的分生孢子萌发率最低,不利于分生孢子。
2.4 碳源对病原菌菌丝生长及产孢量的影响
供试菌株YX-1、MC-8和HA-7在7种不同碳源的培养液中均能生长,但是菌丝干重却存显著差异(图7)。结果表明:供试菌株对可溶性淀粉的利用效果最好;其次,依次为蔗糖、葡萄糖、甘露醇、半乳糖;而对麦芽糖和乳糖的利用效果较差。
供试菌株YX-1、MC-8和HA-7在7种不同碳源的培养液中均能产孢,但产孢量存在显著差异(图8)。结果表明,供试菌株在7种含有不同碳源的培养液中,甘露醇有利于病原菌产孢;而半乳糖不利于病原菌产孢。
2.5 氮源对病原菌菌丝生长及产孢量的影响
供试菌株YX-1、MC-8和HA-7在8种不同氮源的培养液中均能生长,但菌丝干重存在显著差异(图9)。结果表明,供试菌株在8种含有不同氮源的培养液中,且对尿素的利用效果最好;而对谷氨酸的利用效果最差。
供试菌株YX-1、MC-8和HA-7在8种不同氮源的培养液中均能产孢,但产孢量存在显著差异(图10)。结果表明,供试菌株在8种含有不同氮源的培养液中,甘氨酸有利于病原菌产孢;而硝酸钾不利于病原菌产孢。
2.6 菌丝与孢子的致死温度测定
结果表明,菌株YX-1、MC-8和HA-7的菌丝块在40~50℃水浴处理10min在PDA平板培养基上仍可继续生长,在55℃水浴处理10min后不能继续生长,说明菌丝的致死温度为55℃,10min。孢子在40~50℃水浴处理10min后分生孢子仍能萌发;在55℃水浴处理10min后分生孢子不能萌发,说明孢子的致死温度为55℃,10min。
3 讨论
在10~35℃的温度范围内,油茶炭疽病菌菌丝能够生长以及分生孢子能够萌发,其中30℃最适宜菌丝生长和分生孢子萌发,而在5℃以下及40℃以上菌丝不能生长、分生孢子不能萌发。油茶炭疽病菌的温度特性可能与病害流行(发病高峰期7~9月)密切相关。该菌对pH值要求不严格,在pH3.0~11.0范围内菌丝能够生长和分生孢子可萌发,pH6.0最利于菌丝生长,pH5.0~7.0最适宜分生孢子萌发。这说明偏酸性环境有利于菌丝生长和分生孢子萌发。连续光照有利于菌丝的生长,光暗交替有利于分生孢子的萌发。该病原菌菌丝和分生孢子的最低致死温度均为55℃,10min。可溶性淀粉和尿素利于菌丝生长;乳糖和麦芽糖与谷氨酸的不利于菌丝生长。甘露醇有利于病原菌分生孢子的产生,半乳糖不利于病原菌产孢;甘氨酸利于病原菌产孢,硝酸钾不利于病原菌产孢。因此,合理施肥,尤其是尿素的合理使用,可以控制该病害发生。
(责任编辑:郑京津)