论文部分内容阅读
摘要[目的]探究安徽省辣椒疫霉(Phytophthora capsici)的游动孢子囊产量与对辣椒致病力的关系。[方法]采用液体培养的方法对采自安徽的56个辣椒疫霉进行游动孢子囊产量测定,分析游动孢子囊产量与致病力的相关性。[结果]安徽省不同地区的辣椒疫霉菌株在10% V8培养液中的游动孢子囊产量存在极显著差异,辣椒疫霉的致病力与游动孢子囊产量呈正相关,但相关性较小(r=0.165,R2=0.027 2)。[结论]辣椒疫霉产孢性能较稳定,游动孢子囊产量与辣椒疫霉菌致病力的强弱相关性很小,认为不相关。
关键词辣椒疫霉;游动孢子囊;致病力
中图分类号S436.418.1文献标识码
A文章编号0517-6611(2015)24-078-02
基金项目安徽省自然科学基金项目(070411028);安徽省自然科学研究项目(KJ2013B133)。
作者简介李萍(1985- ),女,安徽安庆人,讲师,博士,从事真菌学及植物真菌病害研究。*通讯作者,教授,博士,博士生导师,从事真菌学及植物真菌病害研究。
收稿日期20150629
辣椒疫霉(Phytophthora capsici)是一种重要的植物病原卵菌,常威胁茄科、葫芦科和豆科等多种农作物的生产,给全世界蔬菜产业造成严重危害。该病菌广泛分布于北京、上海、湖南、安徽、甘肃、新疆、陕西、青海、内蒙古、辽宁、吉林、山东、云南、台湾、湖北、海南等地,并在江苏、浙江、安徽、上海等长江中下游地区造成严重损失。由辣椒疫霉引起的辣椒疫病成为我国辣椒主产区严重病害,辣椒疫病发生时,叶片、果实和茎部均可受害,引起呈暗绿色水渍状,湿度大时产生白色菌丝层,最后坏死。
辣椒疫霉主要以卵孢子和厚垣孢子在土壤中或残留在地上的病残体内越冬,作为来年病害发生的初侵染源。卵孢子在土中病残体内可以存活3年,条件适宜时,卵孢子可萌发并侵染寄主植物的根系或地下部分,或者萌发后产生孢子囊,孢子囊释放出游动孢子,经雨水或灌溉水传播至植物地上茎、叶及果实上引起发病。在合适条件下,辣椒疫霉侵入辣椒等寄主后通常在几天内就可在病部表面产生大量孢子囊并释放出游动孢子,成为再侵染源,借助风和雨水或带病的种苗、土壤及灌溉水进行传播。因此,游动孢子囊的产量是辣椒疫病发生流行的必要条件,但有关辣椒疫病发病程度与游动孢子囊产量的关系尚未见报道。为此,笔者研究了游动孢子囊产量与辣椒疫霉对辣椒的致病力关系,从生物学特性方面探讨了辣椒疫霉的致病力分化机制,从统计学上剖析了致病力分化与游动孢子囊产量的关系,旨在为该病害的防治提供参考。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1供试作物。辣椒品种为“艳阳”。
1.1.2供试培养基。
胡萝卜培养基(CA):将200 g新鲜胡萝卜切成小片,加去离子水500 ml,煮沸后计时30 min,用双层纱布过滤去渣,补水至1 000 ml,加入琼脂20 g,121 ℃高压蒸汽灭菌20 min。10% V8培养液:100 ml V8汁加入1 g CaCO3,1 500 r/min离心10 min,上清液与去离子水按1∶9的比例稀释,121 ℃高压蒸汽灭菌20 min。
1.2方法
1.2.1供试菌株的分离及其致病力测定。2006~2010年在安徽淮南(HN)、合肥(HF)、潜山(QS)、岳西(YX)、和县(HX)、石台(ST)、铜陵(TL)、阜阳(FY)和亳州(BZ)等县(市)辣椒上采集辣椒疫病病株,采用组织分离法,使用选择性培养基对病原菌进行分离,共获得56个分离物,分离获得的培养物经形态学鉴定后,单孢分离并保存。采用活体刺茎接种法测定辣椒疫霉不同菌株对辣椒的致病力。
1.2.2游动孢子囊产量测定。参照陈方新等的方法,将供试菌株移至CA上,25 ℃黑暗培养3 d,用打孔器(d=4 mm)沿菌落边缘打取菌碟,分别放入含15 ml的10%V8培养液中,每皿4块菌碟,每菌株3次重复。25 ℃黑暗培养72 h后,倾去培养液,加入15 ml无菌水,隔12 h后再换一次无菌水,24 h后将产生大量孢子囊的3次重复混合,3 000 r/min匀浆1 min,匀浆后用无菌水定容至50 ml,加入0.05%的吐温80,经磁力搅拌器搅拌充分混匀后,分别配制成孢子囊悬浮液。用微量加样器吸取5 μl悬浮液于载玻片上拉出1条水带,置于10×10倍显微镜下计数游动孢子囊数目。
1.2.3游动孢子囊产量与致病力的相关性分析。
画出辣椒疫霉游动孢子囊产量与其致病力的散点图及拟合的线性图,计算相关系数(r),根据相关系数大小分析相关程度:r<0,负相关;r=0,无线性相关;︱r︱>0.95,显著性相关;︱r︱>0.80,高度相关;0.50≤︱r︱<0.80,中度相关;0.30≤︱r︱<0.50,低度相关;︱r︱<0.30,关系极弱,认为不相关。在P<0.05水平上有显著性差异表明有统计学意义。
2结果与分析
2.156个供试菌株的致病力测定结果56个供试菌株接种辣椒茎秆后均可引起发病,但不同菌株所致病斑的平均长度有显著差异(表1)。
2.2安徽省辣椒疫霉游动孢子囊产量
安徽省不同地区的辣椒疫霉菌株在10% V8培养液中均可产生游动孢子囊且产量存在极显著差异(表2)。游动孢子囊产量最大的是亳州菌株BZ8,达1.37×104个/ml。合肥菌株HF2和HF7的游动孢子囊产量最小,仅为2.70×102个/ml。在56个菌株中,有39个菌株的游动孢子囊产量标准偏差小于0.6×103个/ml,占总数的69.64%;有14个菌株的游动孢子囊产量标准偏差在0.61×103~0.90×103个/ml,占25.00%;有3个菌株的游动孢子囊产量标准偏差在0.91×103~0.99×103个/ml,占5.36%,表明辣椒疫霉游动孢子囊产生能力的稳定性较好。 由图1可知,供试菌株中有11株游动孢子囊产量为027×103~1.47×103个/ml,11株为2.13×103~3.87×103个/ml,16株为4.07×103~6.00×103个/ml,11株为6.33×103~7.87×103个/ml,3株为8.20×103~8.87×103个/ml,2株为10.33×103~11.33×103个/ml,2株为12.20×103~13.73×103个/ml。可见,产孢量中等(4.07×103~7.87×103个/ml)的菌株有27个。
2.3辣椒疫霉对辣椒的致病力与游动孢子囊产量的相关性
56个辣椒疫霉菌株中,有的菌株游动孢子囊产量低、致病力弱,有的菌株产孢量高、致病力强,但也有产孢量低、致病力强的菌株。相关性分析表明,辣椒疫霉的游动孢子囊产量与辣椒疫霉对辣椒植株苗的致病力存在一定的相关性,但
相关性较小,r=0.165,R2=0.027 2,回归方程为y=0.797 7x+40.147(式中x为游动孢子囊产量,y为辣椒疫霉对辣椒致病力引起的病斑长度)(图2)。因此,在一定范围内辣椒疫霉对辣椒植株苗的致病力强弱与游动孢子囊产量成正相关,但r=0.165<0.3,认为不相关。
3讨论
游动孢子囊产量是辣椒疫霉主要的生物学特性之一,56个辣椒疫霉菌株在相同的培养条件下产孢量存在显著性差异。游动孢子囊产量与菌株的地理来源无关。同时,辣椒疫霉在培养条件(培养温度、培养基成分、摇床转速及摇菌时间)完全一致的情况下游动孢子囊的产量较稳定,若其中某一因素发生变化,产孢量可能会发生较大改变。关于病菌的产孢能力与致病力的相关性,有研究报道认为稻曲病的产孢能力与致病性有一定的相关性,赵纯森等则认为禾谷镰刀菌的产孢量与致病力无显著相关性。该研究认为辣椒疫霉游动孢子囊产量与致病力不相关,有些产孢量低的菌株致病力却较强,如菌株HF3和ST1,它们的产孢量分别为1.13×103和1.33×103个/ml,它们对辣椒苗所致病斑长度分别达63.7和60.2 mm。原因可能是游动孢子囊成熟后释放的游动孢子数目存在差异,也可能是菌株游动孢子囊成熟的时间不同;与辣椒疫霉致病力相关的因素不仅仅是产孢量,可能还有辣椒的品种、菌丝生长速率和病菌分泌的毒素。
不同辣椒疫霉菌株产孢量的差异显然与其菌株的遗传组成有关,即菌株的基因型决定了该菌株在人工培养基上的表型特征。不同菌株对寄主辣椒植株致病力的强弱程度也必然受菌株的遗传物质控制。而相同地理来源的菌株HF4和HF3对辣椒的病斑长度相差28.4 mm,菌株BZ8和BZ13在10% V8培养液中的游动孢子囊产量相差1.29×104个/ml,一定程度上表明同一地区的辣椒疫霉存在基因多样性或遗传变异等。
参考文献
[1]
HAUSBECK M K,LAMOUR K H.Phytophthora capsici on vegetable crops:Research progress and management challenges[J].Plant Disease,2004,88:1292-1303.
[2] LAMOUR K H,STAM R,JUPE J,et al.The oomycete broadhostrange pathogen Phytophthora capsici[J].Mol Plant Pathol,2012,13:329-337.
[3] 戚仁德,丁建成,顾江涛.辣椒疫霉致病力分化的初步研究[J].植物保护学报,2002,29(2):189-190.
[4] 孙文秀,张修国,贾永健.不同地区辣椒疫霉菌遗传多样性的RAPD分析[J].植物病理学报,2005,35(4):340-344.
[5] 王燕华.上海地区甜椒疫病菌的鉴定[J].上海农业科技,1982(1):20-21.
[6] 周启明,李林英,杨淑华.辣椒疫病的调查研究[J].中国蔬菜,1984(4):40-43.
[7] 杨明英,曹继芬,李向东,等.云南辣椒疫病的分子诊断及其病原菌群体特征研究[J].植物病理学报,2009,39(3):297-303.
[8] 尹敬芳,曹锦,李健强,等.杀菌剂对辣椒疫霉不同形态菌体的毒力差异[J].农药学学报,2005(7):227-232.
[9] THABUIS AM,PALLOIX A,PFLIEGER S,et al.Comparative mapping of Phytophthora resistance loci in pepper germplasm,evidence for conserved resistance loci across Solanceae and for a large genetic diversity[J].Theor Appl Genet,2003,106(8):1473-1485.
[10] SUJKOWSKI L S,PARRA G R,GUMPERTZ M L.Temporal dynamics of phytophthora blight on bell pepper in relation to the mechanisms of dispersal of primary inoculum of Phytophthora capsici in soil[J].Phytopathology,2000,90:148-156.
[11] 郑小波.疫霉菌及其研究技术[M].北京:中国农业出版社,1997.
[12] 陈方新,齐永霞,高智谋,等.诱导疫霉菌产生游动孢子囊液体培养基的研制[J].植物保护,2005,31(2):34-37.
[13] 李松冈.实用生物统计[M].北京:北京大学出版社,2002:202-207.
[14] 张君成,陈志谊,张炳欣,等.稻曲病的接种技术研究[J].植物病理学报,2004,34(5):463-467.
[15] 李燕,于俊杰,刘永锋,等.稻曲病菌产孢能力及致病力测定[J].中国农业科学,2012,45(20):4166-4177.
[16] 赵纯森,马星霞,武爱波,等.禾谷镰刀菌培养性状与致病力的相关性分析[J].华中农业大学学报,2005,24(3):254-257.
关键词辣椒疫霉;游动孢子囊;致病力
中图分类号S436.418.1文献标识码
A文章编号0517-6611(2015)24-078-02
基金项目安徽省自然科学基金项目(070411028);安徽省自然科学研究项目(KJ2013B133)。
作者简介李萍(1985- ),女,安徽安庆人,讲师,博士,从事真菌学及植物真菌病害研究。*通讯作者,教授,博士,博士生导师,从事真菌学及植物真菌病害研究。
收稿日期20150629
辣椒疫霉(Phytophthora capsici)是一种重要的植物病原卵菌,常威胁茄科、葫芦科和豆科等多种农作物的生产,给全世界蔬菜产业造成严重危害。该病菌广泛分布于北京、上海、湖南、安徽、甘肃、新疆、陕西、青海、内蒙古、辽宁、吉林、山东、云南、台湾、湖北、海南等地,并在江苏、浙江、安徽、上海等长江中下游地区造成严重损失。由辣椒疫霉引起的辣椒疫病成为我国辣椒主产区严重病害,辣椒疫病发生时,叶片、果实和茎部均可受害,引起呈暗绿色水渍状,湿度大时产生白色菌丝层,最后坏死。
辣椒疫霉主要以卵孢子和厚垣孢子在土壤中或残留在地上的病残体内越冬,作为来年病害发生的初侵染源。卵孢子在土中病残体内可以存活3年,条件适宜时,卵孢子可萌发并侵染寄主植物的根系或地下部分,或者萌发后产生孢子囊,孢子囊释放出游动孢子,经雨水或灌溉水传播至植物地上茎、叶及果实上引起发病。在合适条件下,辣椒疫霉侵入辣椒等寄主后通常在几天内就可在病部表面产生大量孢子囊并释放出游动孢子,成为再侵染源,借助风和雨水或带病的种苗、土壤及灌溉水进行传播。因此,游动孢子囊的产量是辣椒疫病发生流行的必要条件,但有关辣椒疫病发病程度与游动孢子囊产量的关系尚未见报道。为此,笔者研究了游动孢子囊产量与辣椒疫霉对辣椒的致病力关系,从生物学特性方面探讨了辣椒疫霉的致病力分化机制,从统计学上剖析了致病力分化与游动孢子囊产量的关系,旨在为该病害的防治提供参考。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1供试作物。辣椒品种为“艳阳”。
1.1.2供试培养基。
胡萝卜培养基(CA):将200 g新鲜胡萝卜切成小片,加去离子水500 ml,煮沸后计时30 min,用双层纱布过滤去渣,补水至1 000 ml,加入琼脂20 g,121 ℃高压蒸汽灭菌20 min。10% V8培养液:100 ml V8汁加入1 g CaCO3,1 500 r/min离心10 min,上清液与去离子水按1∶9的比例稀释,121 ℃高压蒸汽灭菌20 min。
1.2方法
1.2.1供试菌株的分离及其致病力测定。2006~2010年在安徽淮南(HN)、合肥(HF)、潜山(QS)、岳西(YX)、和县(HX)、石台(ST)、铜陵(TL)、阜阳(FY)和亳州(BZ)等县(市)辣椒上采集辣椒疫病病株,采用组织分离法,使用选择性培养基对病原菌进行分离,共获得56个分离物,分离获得的培养物经形态学鉴定后,单孢分离并保存。采用活体刺茎接种法测定辣椒疫霉不同菌株对辣椒的致病力。
1.2.2游动孢子囊产量测定。参照陈方新等的方法,将供试菌株移至CA上,25 ℃黑暗培养3 d,用打孔器(d=4 mm)沿菌落边缘打取菌碟,分别放入含15 ml的10%V8培养液中,每皿4块菌碟,每菌株3次重复。25 ℃黑暗培养72 h后,倾去培养液,加入15 ml无菌水,隔12 h后再换一次无菌水,24 h后将产生大量孢子囊的3次重复混合,3 000 r/min匀浆1 min,匀浆后用无菌水定容至50 ml,加入0.05%的吐温80,经磁力搅拌器搅拌充分混匀后,分别配制成孢子囊悬浮液。用微量加样器吸取5 μl悬浮液于载玻片上拉出1条水带,置于10×10倍显微镜下计数游动孢子囊数目。
1.2.3游动孢子囊产量与致病力的相关性分析。
画出辣椒疫霉游动孢子囊产量与其致病力的散点图及拟合的线性图,计算相关系数(r),根据相关系数大小分析相关程度:r<0,负相关;r=0,无线性相关;︱r︱>0.95,显著性相关;︱r︱>0.80,高度相关;0.50≤︱r︱<0.80,中度相关;0.30≤︱r︱<0.50,低度相关;︱r︱<0.30,关系极弱,认为不相关。在P<0.05水平上有显著性差异表明有统计学意义。
2结果与分析
2.156个供试菌株的致病力测定结果56个供试菌株接种辣椒茎秆后均可引起发病,但不同菌株所致病斑的平均长度有显著差异(表1)。
2.2安徽省辣椒疫霉游动孢子囊产量
安徽省不同地区的辣椒疫霉菌株在10% V8培养液中均可产生游动孢子囊且产量存在极显著差异(表2)。游动孢子囊产量最大的是亳州菌株BZ8,达1.37×104个/ml。合肥菌株HF2和HF7的游动孢子囊产量最小,仅为2.70×102个/ml。在56个菌株中,有39个菌株的游动孢子囊产量标准偏差小于0.6×103个/ml,占总数的69.64%;有14个菌株的游动孢子囊产量标准偏差在0.61×103~0.90×103个/ml,占25.00%;有3个菌株的游动孢子囊产量标准偏差在0.91×103~0.99×103个/ml,占5.36%,表明辣椒疫霉游动孢子囊产生能力的稳定性较好。 由图1可知,供试菌株中有11株游动孢子囊产量为027×103~1.47×103个/ml,11株为2.13×103~3.87×103个/ml,16株为4.07×103~6.00×103个/ml,11株为6.33×103~7.87×103个/ml,3株为8.20×103~8.87×103个/ml,2株为10.33×103~11.33×103个/ml,2株为12.20×103~13.73×103个/ml。可见,产孢量中等(4.07×103~7.87×103个/ml)的菌株有27个。
2.3辣椒疫霉对辣椒的致病力与游动孢子囊产量的相关性
56个辣椒疫霉菌株中,有的菌株游动孢子囊产量低、致病力弱,有的菌株产孢量高、致病力强,但也有产孢量低、致病力强的菌株。相关性分析表明,辣椒疫霉的游动孢子囊产量与辣椒疫霉对辣椒植株苗的致病力存在一定的相关性,但
相关性较小,r=0.165,R2=0.027 2,回归方程为y=0.797 7x+40.147(式中x为游动孢子囊产量,y为辣椒疫霉对辣椒致病力引起的病斑长度)(图2)。因此,在一定范围内辣椒疫霉对辣椒植株苗的致病力强弱与游动孢子囊产量成正相关,但r=0.165<0.3,认为不相关。
3讨论
游动孢子囊产量是辣椒疫霉主要的生物学特性之一,56个辣椒疫霉菌株在相同的培养条件下产孢量存在显著性差异。游动孢子囊产量与菌株的地理来源无关。同时,辣椒疫霉在培养条件(培养温度、培养基成分、摇床转速及摇菌时间)完全一致的情况下游动孢子囊的产量较稳定,若其中某一因素发生变化,产孢量可能会发生较大改变。关于病菌的产孢能力与致病力的相关性,有研究报道认为稻曲病的产孢能力与致病性有一定的相关性,赵纯森等则认为禾谷镰刀菌的产孢量与致病力无显著相关性。该研究认为辣椒疫霉游动孢子囊产量与致病力不相关,有些产孢量低的菌株致病力却较强,如菌株HF3和ST1,它们的产孢量分别为1.13×103和1.33×103个/ml,它们对辣椒苗所致病斑长度分别达63.7和60.2 mm。原因可能是游动孢子囊成熟后释放的游动孢子数目存在差异,也可能是菌株游动孢子囊成熟的时间不同;与辣椒疫霉致病力相关的因素不仅仅是产孢量,可能还有辣椒的品种、菌丝生长速率和病菌分泌的毒素。
不同辣椒疫霉菌株产孢量的差异显然与其菌株的遗传组成有关,即菌株的基因型决定了该菌株在人工培养基上的表型特征。不同菌株对寄主辣椒植株致病力的强弱程度也必然受菌株的遗传物质控制。而相同地理来源的菌株HF4和HF3对辣椒的病斑长度相差28.4 mm,菌株BZ8和BZ13在10% V8培养液中的游动孢子囊产量相差1.29×104个/ml,一定程度上表明同一地区的辣椒疫霉存在基因多样性或遗传变异等。
参考文献
[1]
HAUSBECK M K,LAMOUR K H.Phytophthora capsici on vegetable crops:Research progress and management challenges[J].Plant Disease,2004,88:1292-1303.
[2] LAMOUR K H,STAM R,JUPE J,et al.The oomycete broadhostrange pathogen Phytophthora capsici[J].Mol Plant Pathol,2012,13:329-337.
[3] 戚仁德,丁建成,顾江涛.辣椒疫霉致病力分化的初步研究[J].植物保护学报,2002,29(2):189-190.
[4] 孙文秀,张修国,贾永健.不同地区辣椒疫霉菌遗传多样性的RAPD分析[J].植物病理学报,2005,35(4):340-344.
[5] 王燕华.上海地区甜椒疫病菌的鉴定[J].上海农业科技,1982(1):20-21.
[6] 周启明,李林英,杨淑华.辣椒疫病的调查研究[J].中国蔬菜,1984(4):40-43.
[7] 杨明英,曹继芬,李向东,等.云南辣椒疫病的分子诊断及其病原菌群体特征研究[J].植物病理学报,2009,39(3):297-303.
[8] 尹敬芳,曹锦,李健强,等.杀菌剂对辣椒疫霉不同形态菌体的毒力差异[J].农药学学报,2005(7):227-232.
[9] THABUIS AM,PALLOIX A,PFLIEGER S,et al.Comparative mapping of Phytophthora resistance loci in pepper germplasm,evidence for conserved resistance loci across Solanceae and for a large genetic diversity[J].Theor Appl Genet,2003,106(8):1473-1485.
[10] SUJKOWSKI L S,PARRA G R,GUMPERTZ M L.Temporal dynamics of phytophthora blight on bell pepper in relation to the mechanisms of dispersal of primary inoculum of Phytophthora capsici in soil[J].Phytopathology,2000,90:148-156.
[11] 郑小波.疫霉菌及其研究技术[M].北京:中国农业出版社,1997.
[12] 陈方新,齐永霞,高智谋,等.诱导疫霉菌产生游动孢子囊液体培养基的研制[J].植物保护,2005,31(2):34-37.
[13] 李松冈.实用生物统计[M].北京:北京大学出版社,2002:202-207.
[14] 张君成,陈志谊,张炳欣,等.稻曲病的接种技术研究[J].植物病理学报,2004,34(5):463-467.
[15] 李燕,于俊杰,刘永锋,等.稻曲病菌产孢能力及致病力测定[J].中国农业科学,2012,45(20):4166-4177.
[16] 赵纯森,马星霞,武爱波,等.禾谷镰刀菌培养性状与致病力的相关性分析[J].华中农业大学学报,2005,24(3):254-257.