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白及叶枯病病原菌分离鉴定与致病性测定

刘培琴 姜丽琼 卢麒宇 刘继 谢永东 浣杰 李思言 郑雯雪 李文俊

刘培琴, 姜丽琼, 卢麒宇, 等. 白及叶枯病病原菌分离鉴定与致病性测定[J/OL]. 四川林业科技, 2024, 45[2024-03-04] doi: 10.12172/202311140002
引用本文: 刘培琴, 姜丽琼, 卢麒宇, 等. 白及叶枯病病原菌分离鉴定与致病性测定[J/OL]. 四川林业科技, 2024, 45[2024-03-04] doi: 10.12172/202311140002
LIU P Q, JIANG L Q, LU Q Y, et al. Isolation, Identification and Pathogenicity of Pathogens of Bletilla Striata Leaf Blight[J/OL]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2024, 45[2024-03-04] doi: 10.12172/202311140002
Citation: LIU P Q, JIANG L Q, LU Q Y, et al. Isolation, Identification and Pathogenicity of Pathogens of Bletilla Striata Leaf Blight[J/OL]. Journal of Sichuan Forestry Science and Technology, 2024, 45[2024-03-04] doi: 10.12172/202311140002

白及叶枯病病原菌分离鉴定与致病性测定


doi: 10.12172/202311140002
详细信息
    作者简介:

    刘培琴(1998—),女,硕士研究生,1556190145qq.com

    通讯作者: 157041752@qq.com
  • 基金项目:  成都市财政项目“都市现代农业集成示范”(51010023T000008361897)、“高质量天府粮仓功能性作物开发与产业化技术集成示范”(51010023T000008363007)。

Isolation, Identification and Pathogenicity of Pathogens of Bletilla Striata Leaf Blight

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    Corresponding author: 157041752@qq.com
  • 图(4)
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    出版历程
    • 收稿日期:  2023-11-14
    • 网络出版日期:  2024-03-04

    白及叶枯病病原菌分离鉴定与致病性测定

    doi: 10.12172/202311140002
      作者简介:

      刘培琴(1998—),女,硕士研究生,1556190145qq.com

      通讯作者: 157041752@qq.com
    基金项目:  成都市财政项目“都市现代农业集成示范”(51010023T000008361897)、“高质量天府粮仓功能性作物开发与产业化技术集成示范”(51010023T000008363007)。

    摘要: 为明确白及叶枯病病原菌种类,对白及叶枯病病原进行分离、纯化及rDNA-ITS序列分析鉴定其种属,并将纯化病原菌回接于白及植株,评价其致病性。结果表明,从白及患病样品上共分离6株真菌,其中有三株镰刀菌,分别为角化镰刀菌(Fusarium keratoplasticum )、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、木贼镰刀菌(Fusarium equiseti);一株曲霉菌,为日本曲霉(Aspergillus japonicus);一株灰霉,为灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea);一株毛霉,为易脆毛霉(Mucor fragilis)。经致病性测定,发现上述6株真菌对白及均有致病性。

    English Abstract

    • 白及(Bletilla striata)属兰科白及属植物,药用价值较高[1]。具有抗菌、促进伤口愈合、抗肿瘤、止血、抗溃疡、抗氧化、抗病毒等作用[2]。白及主要分布于我国的安徽、湖北、贵州、广西、四川、云南等省,除我国之外,白及在全球分布较少,仅种植于朝鲜半岛、日本、缅甸等[3-4]。由于白及的药用价值较高,白及的人工培养逐渐普及。但人工种植环境单一导致白及的病害大量发生,湿度过高利于病原菌繁殖,并通过昆虫、空气等加以传播[5]。常见的病害有黑斑病、根腐病及叶斑病等,已报道的病害中,腐皮镰刀菌(Fusarium fujikuroi[6]、禾谷镰刀菌(Fusarium asiaticum[7]会引发白及叶斑病,腐皮镰刀菌(Fusarium fujikuroi[8]也可引起白及黑斑病,尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum[9]可引起白及根腐病,灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea) [10]可引起白及叶斑灰霉病。目前对于四川白及叶枯病少有人报道,因此研究从四川白及叶枯病植株上分离纯化病原菌,并依据形态学与分子生物学对菌株进行鉴定,并对病原菌进行回接试验,从而为白及的生物防治提供理论参考。

      • 2023年3月17日于成都市农林科学院大棚采集白及病害样品,装入自封袋中于4℃冰箱内保存,在实验室对引起白及样品发病的病原菌进行分离培养。

      • 采用组织分离法[11]分离白及病害发病部位的菌株,将样品用无菌蒸馏水冲洗并晾干。使用灭菌后的解剖刀在白及叶片或茎干病健交界处切下4 mm×4 mm的组织块。将组织放入75%乙醇中40 s进行消毒,用灭菌蒸馏水冲洗3次[12-14]。灭菌镊子将消毒后的组织块放置在无菌滤纸上,晾干后放置于PDA平板上,28℃避光培养2—3 d。进行纯化培养,备用[15]

      • 用无菌打孔器(6 mm)在待测菌株菌落边缘取菌饼。选择生长健康的白及植株作为接种材料,用手术刀在白及叶片及茎干处划“十”字,将菌饼接入伤口处,接种无菌PDA培养基作为阴性对照(CK)。每株划伤2片叶子+1次茎干,每个处理接种5株白及,并将每个菌株处理用薄膜单独隔出小拱棚。接种后隔天观察发病情况并及时补水。对于接种后发病的样本,采用组织分离法[11]再次分离病原菌,并与原分离菌进行比较。

      • 将分离纯化的待测菌株送往擎科生物公司进行菌株一代测序,将测序结果与NCBI中的序列进行比对,使用MEGA11.0软件采用邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统进化树。

      • 本次试验共采集到3种不同病症的白及样品,如图1所示(见图1 A,B,C)。第一种病害表现病症特征为枝干上出现明显的灰色霉层(见图1 A),第二种病害表现的病症特征为叶片与枝干交界处腐烂变软(见图1 B),第三种病害表现的病症特征为叶片背部有棕色水渍(见图1 C)。

        图  1  3种白及病害样品

        Figure 1.  Samples of 3 Bletilla striata diseases

      • 从3份病害样品中,分离纯化出6株病原菌。将分离的菌株进行形态学鉴定,观察菌落的形态特征,并对菌落进行拍照。在光学显微镜下对病原真菌的显微特征进行观察。

        结果如下:图2-A菌落棉絮状、灰黑色,生长速度快,茂盛、向上生长、产孢丰富;图2-a分生孢子卵圆形,无色,单孢,(5.3~8.3)μm×(5.9~9.1)μm。图2-B菌落表面蓬松,气生菌丝正面白色,菌丝密集旺盛,向平板边缘蔓延生长,培养基背面呈红色;图2-b大分生孢子微弯曲,有明显间隔,中心细胞宽,顶端微锥形,大小约为(10.8~16.2)μm× (4.8~7.4)μm。图2-C菌丝呈现出放射状生长的形态,黑曲霉菌落的颜色逐渐加深,变为深灰色至黑色,而且表面会出现裂纹、皱褶等不规则形态;图2-c分生孢子镰刀形,多隔,多胞,顶胞锥形,大小为(14.2~27)μm× (2.8~7)μm。图2-D菌落表面蓬松,气生菌丝正面米白色,菌丝密集旺盛,向平板边缘蔓延生长,培养基背面呈橙色;图2-d大型分生孢子弯镰刀型,大小为(8.9~15.8)μm×(1.7~5.1)μm。图2-E菌落表面蓬松,初期为白色丝状菌落,形成孢子后菌落变成灰褐色;图2-e分生孢子椭圆形,无横隔,孢子梗直立无色,不分枝,大小为(3.1~5.8)μm×(1.9~2.6)μm;图2-F菌丝呈现出放射状生长,菌落的颜色逐渐加深,变为深灰色至黑色,表面出现裂纹等不规则形态,皱褶;图2-f分生孢子球形,表面周生小刺,产孢结构单层,大小为(1.6~1.9 )μm×(1.3~1.6)μm。

        图  2  6株白及真菌的形态特征

        Figure 2.  Morphological characteristics of 6 strains of Bletilla striata fungus

      • 本试验分离纯化得到6株白及待测菌株(BJ1.1、BJ1.2、BJ1.4、BJ2.3、BJ3.1、BJ3.4),进行致病性测试。

        6株病原菌能引起白及不同程度的软化、腐烂、皱缩(见图3)。在真菌病害中,BJ1.1、BJ1.2、BJ1.4使白及植株的发病速率更快,致病性更强,发病率大于80%(见图3 -A,B,C)。BJ2.3、BJ3.1、BJ3.4的发病速率一般(见图3-D,E,F),但也对白及表现出一定的致病性。将白及上发病的病原菌重新接种至无菌平板上,接种后分离获得菌株与原分离菌株形态一致,根据柯赫氏法则证明BJ1.1、BJ1.2、BJ1.4、BJ2.3、BJ3.1、BJ3.4为白及的致病菌。

        图  3  6株白及病原菌回接致病测试

        Figure 3.  Reverse grafting test of 6 strains and pathogenic bacteria

      • 使用真菌通用引物ITS对分离得到待测菌株进行测序。将测序获得的ITS序列与NCBI核酸数据库中序列进行比对和同源性分析,利用MEGA 11软件构建系统发育树确定菌株种属关系。结果如图4所示,结合形态特征及系统进化树分析结果,确定真菌病原菌中,BJ1.1是灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea)、BJ1.2是角化镰刀菌(F. keratoplasticum)、BJ1.4为尖孢镰刀菌(F. oxysporum)、BJ2.3是木贼镰刀菌(F. equiseti)、BJ3.1是易脆毛霉(Mucor fragilis)、BJ3.4是日本曲霉(Aspergillus japonicus)。rDNA-ITS基因序列已存入NCBI数据库,BJ1.1、BJ1.2、BJ1.4、BJ2.3、BJ3.1和BJ3.4的登录号分别为OR418377、OR418378、OR418379、OR418380、OR418381、OR418382。

        图  4  基于rDNA-ITS基因序列的真菌系统发育树

        Figure 4.  Fungal phylogenetic tree based on rDNA-ITS gene sequence

      • 白及属于一种较珍稀的中草药材料,内含多种活性成分[16]。在临床医治方面也得到进一步的利用,具有较高的商业利用和研究价值,市场需求量高。由于白及的分布较少、药用价值高,白及的大规模种植已成为一种趋势。而单一的种植环境易导致病害大面积的发生,从四川白及病样中分离纯化得到6株病原菌,BJ1.1 (B. cinerea)、BJ1.2 (F. keratoplasticum)、BJ1.4 (F. oxysporum)、BJ2.3 (F. equiseti)、BJ3.1 (M. fragilis)、BJ3.4 (A. japonicus),对白及植株均表现出致病性。曾令祥等[17]曾在贵州采用踏查、普查和定点定时的方式对贵州白及中药材病虫害种类进行了调查,结果表明贵州白及常见病害有4种,即块茎腐烂病、块茎生理性腐烂病、白及叶褐斑病和白及叶斑灰霉病,其中白及灰霉病与本实验中BJ1.1(B. cinerea)一致。孙丽丽等[18]在云南丽江白及栽培基地分离出多种镰刀菌。研究表明,镰刀菌会引发白及根腐病。其中尖孢镰刀菌、茄病镰刀菌、楔形镰刀菌对白及均有致病力,尖孢镰刀菌接种后的致病力达到 100%。宋莉莎[19]在贵州贵阳调查发现真菌病害5种,明确了叶褐斑病病原菌为燕麦镰刀菌(F. avenaceum),幼苗叶斑病病原菌为木贼镰刀菌(F. equiseti),块茎腐烂病病原菌为腐皮镰刀菌(F. solani),灰霉病病原菌为灰葡萄孢(B. cinerea),白及鞘锈菌(Coleosporium bletilla)。赵彩呈等[20]发现引起白及根腐病的病原真菌是尖孢镰刀菌(F. oxysporum)。而BJ1.2 角化镰刀菌(F. keratoplasticum)、BJ3.1易脆毛霉 (M. fragilis)、BJ3.4日本曲霉 (A. japonicus),对白及的致病性未见报道。究其原因,可能是标本采集地不同,引起病害的优势菌株不同,表明多种病原菌均可引起白及的腐烂病。这为在生产中防治白及病害提供了理论依据,之后可在此基础上,开展白及的防治等方面的研究。

    参考文献 (20)

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