張麗勍 段 可 袁聯(lián)國 姚全林 姚麗英 倪秀紅 高清華*
(1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹研究所,上海市設(shè)施園藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 201403;2上海市奉賢區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201400;3上海金瓶蔬果專業(yè)合作社,青浦區(qū) 201711;4上海市金山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201500;5上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201201)
草莓炭疽病菌鑒定技術(shù)規(guī)程
張麗勍1段 可1袁聯(lián)國2姚全林3姚麗英4倪秀紅5高清華1*
(1上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹研究所,上海市設(shè)施園藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 201403;2上海市奉賢區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201400;3上海金瓶蔬果專業(yè)合作社,青浦區(qū) 201711;4上海市金山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201500;5上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201201)
草莓是上海地區(qū)重要的經(jīng)濟(jì)作物,但草莓炭疽病嚴(yán)重阻礙了當(dāng)?shù)夭葺a(chǎn)業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。現(xiàn)根據(jù)草莓炭疽病菌的生物學(xué)特性,結(jié)合序列分析,依據(jù)國家和行業(yè)的有關(guān)安全生態(tài)標(biāo)準(zhǔn),對草莓炭疽病病害的癥狀、鑒定技術(shù)作了規(guī)定,制定了草莓炭疽病菌鑒定技術(shù)規(guī)程,以供參考。
草莓;炭疽病菌;鑒定;技術(shù)規(guī)程
草莓(Fragaria×ananassa Duch.)屬薔薇科草莓屬,多年生草本植物。作為目前上海地區(qū)園藝作物中的特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),種植草莓的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著,上海市郊草莓種植面積常年維持在2 666.67 hm2左右,產(chǎn)值超過6億元。
在我國,草莓炭疽病危害嚴(yán)重的年份會導(dǎo)致減產(chǎn)50%-80%,甚至絕產(chǎn)。因此,草莓炭疽病已成為草莓產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的瓶頸。同時,種植戶對草莓炭疽病菌的生活史及危害特點(diǎn)缺乏科學(xué)辨識,在其防治中存在許多誤區(qū),濫用和亂用化學(xué)農(nóng)藥,導(dǎo)致果品中農(nóng)藥殘留超標(biāo),不僅影響了草莓果品的質(zhì)量,也加劇了對生態(tài)環(huán)境的破壞。為解決食品安全和環(huán)境保護(hù)問題,促進(jìn)上海市草莓產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,筆者根據(jù)草莓炭疽病菌的生物學(xué)特性,結(jié)合序列分析,依據(jù)國家和行業(yè)的有關(guān)安全生態(tài)標(biāo)準(zhǔn),對草莓炭疽病病害的癥狀、鑒定技術(shù)作了規(guī)定,制定了草莓炭疽病菌鑒定技術(shù)規(guī)范,該規(guī)范適用于上海地區(qū)草莓炭疽病菌的鑒定。
草莓炭疽病是由半知菌類黑盤孢目黑盤孢科刺盤孢菌屬(Colletotrichum spp.)真菌引起的病害,主要包括3種病原菌:草莓炭疽菌(Colletotrichum fragariae)、尖孢炭疽菌(C. acutatum)和膠孢炭疽菌(C. gloeosporioides)。束狀炭疽菌(C. dematium)偶爾也會引起果腐,但在草莓上較為少見。危害癥狀、菌落的形態(tài)特征、致病力是檢測鑒定該病菌的依據(jù)。
1.1 取 樣
草莓炭疽病菌能侵染草莓的多個部位,各部位的癥狀特點(diǎn)如下:(1)葉柄和匍匐莖上的病斑。在匍匐莖和葉柄上的病斑起初小,有紅色條紋,之后迅速擴(kuò)展為深色、凹陷和硬的病斑。葉柄上的病斑逐漸擴(kuò)大,環(huán)繞葉柄后可引起葉片萎蔫死亡。葉柄上的病斑也可擴(kuò)展到根頸,導(dǎo)致根頸腐爛。(2)根頸腐爛。最初癥狀是病株在水分脅迫期間(如夏季)的午后表現(xiàn)萎蔫。將萎蔫植株的根頸部縱切開,可見紅褐色、硬的腐爛,或紅褐色的條紋。根頸病斑通常在近葉柄基部的一側(cè)開始產(chǎn)生,然后以水平的“V”字形擴(kuò)展至根莖。(3)芽腐。在植株移栽到產(chǎn)果田的幾天內(nèi)或在定植和形成多個根莖后的幾周內(nèi),尖孢炭疽菌會引起植株的芽腐。有多個根莖的植株,只在一個芽上腐爛,然后這個芽死亡,而其余根莖繼續(xù)生長,或腐爛發(fā)展后引起整株萎蔫和死亡。(4)果腐。在將要成熟的果實(shí)上,形成淡褐色、水漬狀的斑點(diǎn),并迅速發(fā)展為硬的圓形病斑,病斑通常變成暗褐色至黑色,但也有的保持棕褐色。(5)花枯。被侵染的花朵迅速死亡、干枯,產(chǎn)生黑色病斑,延伸至花梗下面距花萼幾毫米處。開花期間如果溫暖潮濕,整個花序都可能死亡,植株呈枯萎狀。(6)葉斑。草莓葉部有兩種炭疽?。阂环N是炭疽葉斑病,也叫黑斑病,由草莓炭疽菌和膠孢炭疽菌引起;另一種是不規(guī)則葉斑病,由尖孢炭疽菌引起。炭疽葉斑病的病斑呈圓形,直徑0. 5-1.5 mm不等,偶爾有3mm的病斑,通常呈黑色,有時為淺色,常類似于墨水漬。不規(guī)則葉斑病的病斑呈深褐色,近于黑色,葉尖及葉緣干枯,病斑通常在近葉尖處的邊緣開始形成,沿葉緣擴(kuò)展為3-18 mm,沿中脈。病原菌的不同小種,會導(dǎo)致不完全相同的癥狀。按照草莓炭疽病在田間的典型表征進(jìn)行取樣。受侵染植株各部位的癥狀(見圖1)。
1.2 病菌分離
圖1 草莓炭疽病危害癥狀
從病健交界處切取小塊組織:葉片剪成5 mm×5 mm左右的小塊,葉柄和匍匐莖切成長0.5 cm左右的小段,根部剖開后取開始褐變的組織切成0.5 cm的小段作分離材料。
分離技術(shù):材料先用75%酒精漂洗10s,緊接著用3%-5%次氯酸鈉水溶液消毒2-5 min(葉片消毒1-2 min,葉柄和匍匐莖的滅菌時間稍長),再用無菌水漂洗3-4次,每次l min,然后置于PDA(馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g)培養(yǎng)基上、25 ℃下培養(yǎng),待菌落長出后結(jié)合顯微觀察形態(tài)進(jìn)行單孢分離。
1.3 病菌鑒定(分子生物學(xué)方法)
鑒定方法:純化菌株經(jīng)25 ℃培養(yǎng)5-7 d后,制備模板DNA,擴(kuò)增ITS序列(見表1),用無菌雙蒸水代替模板做空白對照,擴(kuò)增目的片段大小約為600 bp。PCR產(chǎn)物回收后測序,測序結(jié)果與GenBank數(shù)據(jù)庫中的已知菌株序列進(jìn)行BLAST比對。若與已知的炭疽病菌序列一致性達(dá)90%以上,則判定檢測結(jié)果為陽性;反之若與已知的炭疽病菌序列不一致,則判定檢測結(jié)果為陰性。觀察發(fā)病情況,再對發(fā)病植株進(jìn)行病菌分離培養(yǎng)和鑒定。
表1 ITS序列引物
2.1 炭疽病菌營養(yǎng)體及繁殖器官的形態(tài)確定和顯微觀察
2.1.1 膠孢炭疽菌
在PDA培養(yǎng)基上,菌落呈灰白色、橄欖色、黑灰色至黑色,在同心輪紋上通常可見橙色的分生孢子團(tuán),氣生菌絲均勻,氈狀或絮狀。背面不均勻灰色,或隨菌齡變黑。在培養(yǎng)基上不產(chǎn)生任何紅色素,有的有剛毛,大部分有子囊殼形成,在粉紅色的孢子堆中有分生孢子形成。分生孢子呈橢圓形,兩端鈍圓。單孢大小為14.5-18.6 (16.6) × 5.4-7.0 (6.2) μm(見圖2E)。
圖 2 草莓炭疽病病菌的形態(tài)特征
DNA提取方法:將0.5 g研磨好的菌絲樣品加入10 mL尿素提取液(7 mol/L Urea、50 mmol/L Tris-HCl pH 8.0、62.5 mmol/L NaCl、1%SDS),搖勻;在12 000 r/ min條件下離心5 min,吸取上清液,上清液在12 000 r/ min條件下再次離心5 min;將上清液移入另一新管中,加入等體積的苯酚∶氯仿∶異戊醇 (25∶24∶1)溶液,用力振蕩數(shù)次混勻,在12 000 r/min條件下離心5 min;取上清到一新管中,加入等體積的異丙醇和1/10體積的3 mol/L NaAc (pH 5.2),于-20 ℃放置20 min,在12 000 r/min條件下離心5 min;棄上清液,倒置使管壁液體流盡,用70%無水乙醇洗沉淀,室溫放置干燥 5-10 min,溶于 200μL雙蒸水中,加入 RNase A (10μg/μL) 2μL,37 ℃水浴30 min,于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
PCR反應(yīng)體系:無菌雙蒸水16.7μL,10×buffer 2.5 μL,dNTP (2.5 mmol/L) 1μL,Mg2+(25 mmol/L) 1.5μL,引物ITS1(10 pmol/L)1μL,ITS4(10 pmol/L)1μL,DNA模板(50 mg/L)1μL,rTaq(5 U/μl)0.3μL。1.4 病原菌致病力測定
將分離、純化得到的病原菌菌株置于酵母蛋白胨葡萄糖培養(yǎng)液(酵母浸出粉10 g,蛋白胨20 g,葡萄糖20 g)中,于25 ℃、黑暗條件下振蕩培養(yǎng)2-3 d,產(chǎn)生大量小型分生孢子。離心去除培養(yǎng)液并用無菌水沖洗,然后配制成濃度約為1×106個/mL的孢子懸浮液。
供試草莓品種為“久香”(上海市農(nóng)科院2007年育成品種),采用噴霧法,將孢子懸浮液噴灑至植株上,采用保濕膜保濕24 h。每個菌株接種健壯草莓苗50株。接種7-15 d后
2.1.2 草莓炭疽菌
在PDA培養(yǎng)基上,菌落呈白色至灰白色,無子囊殼形成。分生孢子為倒卵形或一端略尖,無色、單孢。單孢大小為14.1-20.0 (16.9) ×5.3-6.5 (5.9) μm(見圖2C)。
2.1.3 尖孢炭疽菌
在PDA培養(yǎng)基上,菌落初期呈白色至乳白色或淺粉紅色,后隨著培養(yǎng)時間的增加,變?yōu)榛疑秃诨疑?。菌落背面初期為粉色或畦肉色,后期變?yōu)楹谏?。未發(fā)現(xiàn)有剛毛和有性態(tài)的產(chǎn)生。25℃下培養(yǎng),尖孢炭疽菌生長速度很慢,而膠孢炭疽菌和草莓炭疽菌的生長則快得多。分生孢子直,梭形,兩端尖,有時中部輕微縊縮。單孢大小為13.2-5.1(15.1)× 4.8-6.3 (5.5) μm(見圖2D)。
2.2 致病性測定
若測定結(jié)果可導(dǎo)致“久香”草莓葉片形成局部病斑,莖上形成黑色、紡錘形或橢圓形、潰瘍狀病斑,稍凹陷,甚至全株萎蔫枯死,且從發(fā)病植株上進(jìn)行病菌再分離培養(yǎng),可得到與原接種菌相同培養(yǎng)性狀和形態(tài)特征的病原菌,則可判定該病菌為草莓炭疽病菌。
如果癥狀和分離物的各形態(tài)特征與描述的癥狀和病原菌形態(tài)相吻合,且序列比對一致,則可判定為草莓炭疽病菌。
2015-07-18
*為通訊作者。