本文是一篇农学论文,笔者经过研究,得出以下结论:1) 靶斑病菌存在培养性状,致病力和遗传多样性,致病力与培养性状有关,而与遗传分化无关,培养性状与遗传分化也没有关系。2) 影响黄瓜靶斑病菌对杀菌剂敏感性差异的因素有菌丝生长速率,菌丝类型和地理来源,但不同作用方式的药剂影响不同,可以根据这个现象指导山东不同地区用药,还可以通过筛选高效药剂和杀菌剂复配来减少病原菌多样性对杀菌剂敏感性的影响。
1 引言
1.1 黄瓜靶斑病的研究进展
黄瓜靶斑病(Corynespora leaf spot)由多主棒孢霉(Corynespora cassiicola)(Wei et al., 1950)引起,是近几年发生的一种新的黄瓜叶部病害。随着蔬菜保护地种植规模的不断扩大,黄瓜靶斑病蔓延趋势明显,常造成减产 20%,严重者达到 70%(房德纯等,1994;刘鸣韬等,2003;岳宏忠,2010)。此病菌以空气流动和种源染菌等方式侵染,其寄主范围广范,除黄瓜外还可侵染多科多属植物,如大戟科的木薯、橡胶树,葫芦科的丝瓜、苦瓜,茄科的番茄、茄子、辣椒、烟草,旋花科的甘薯和蔷薇科的木瓜等(Dixon et al., 2009;Fortunato et al., 2015;Tran et al., 2016)。当前黄瓜靶斑病防治方面存在一定困难,黄瓜生产中常用的物理、农业等传统防治方法对此病的的防效并不十分显著,筛选新型高效药剂是防治该病害的有效途径(Date H., 2004;Muhamadzahidur et al., 2010;高苇等,2016)。
1.1.1 发生与为害
二十世纪初期欧洲有人首次报道靶斑病(Gussow, 1906),二十世纪五十年代美国北卡来罗纳州报道该病发生(Winstead et al., 1957),戚佩坤等在 1960 年报道了该菌在我国的为害,由于当时该病较为少见,没有得到重视(戚佩坤等,1960;李龙生等,2005)。从上个世纪 90 年代末和本世纪初在国内外陆续出现了更多的有关黄瓜靶斑病的报道,如 1990 年德国发现了黄瓜靶斑病,2003 年此病害在韩国首次发生,而在 2009年此病害在日本大范围爆发(Miyamoto et al., 2009),在 20 世纪 90 年代黄瓜靶斑病成为辽宁大连局部地区的黄瓜种植地连续多年大规模发生且危害性非常严重的病害(许远等,2000)。到目前为止,此病害己出现在全世界多个地区,在中国该病已经遍及所有省份,该病在我国山东(李长松等,2009)、河南(王润初,1997)、河北(刘智慧等,2016)、上海(曾蓉等,2011)、甘肃(柳晓玲等,2012)、广东(蓝国兵等,2009)、宁夏(查仙芳等,2009)等地均有发生,给黄瓜生产造成巨大损失,严重时甚至高达60%~70%(杨双娟等,2012)。已成为保护地中亟待解决的黄瓜叶部病害之一(祁之秋等,2009)。
1.2 黄瓜靶斑病的综合防治
黄瓜靶斑病菌可以经气流、雨水和土壤等多种途径进行传播,考虑到单一防治手段对黄瓜靶斑病菌防治的困难性,应该坚持采用“预防为主,综合防治”的原则(马迪成,2019;张福进等,2016)。目前国内外用于防治黄瓜靶斑病的方法主要包括农业防治、物理防治、生物防治、预测预报和化学防治等几个方面(吉根林等,2013)。
1.2.1 农业防治
目前,防治黄瓜靶斑病菌的农业方法有很多。在黄瓜育苗前,可用 50℃左右的温水热处理黄瓜种子 15-20 min,以此来降低种子自身表皮的带菌量,从而起到降低病害发生率的作用(李龙生,2005;曾蓉,2011)。根据病原菌喜温好湿的特性,通过适时通风换气降低温度和湿度、采用膜下灌水和施肥减少结露机会、合理密植等农业措施,创造不利于病菌发生和扩展的环境,达到抑制病原菌侵染和传播的目的(李宝聚等,2008;韩小爽等,2011)。也可采用与非寄主植物轮作 1 年以上,有效降低土壤中病原的激增,以此减少病害的初侵染来源(Watudura et al., 2003)。生产上常选取抗病品种作为砧木,优良品种作为接穗,来提高作物的产量和抗病性。再结合种植密度合理,适时通风调节黄瓜棚内温度,创造良好的光照条件,提高黄瓜植株间的空气流动性,定期除掉发病枝叶等等一系列有效的农业措施均可有效降低此病害的发生程度(Vawdrey et al., 2008)。此外, 红光辐射通过诱导黄瓜产生对多主棒孢的系统抗性,显著抑制病害的进一步发展(Muhamad et al., 2010)。
一般认为,抗病品种的筛选是防治黄瓜靶斑病的既环保又经济有效的手段之一。不过一方面,大多数黄瓜品种不能完全免疫黄瓜靶斑病,大多数只是耐病品种或者中抗品种,高抗品种数量不多,使得抗病育种工作一度进展缓慢(高苇等,2016)。
目前,国内外在抗病育种方面取得了一些成绩,欧美等地黄瓜靶斑病抗性品种主要有以下几种:Butcher's Disease Resister(Green et al., 1929)、Intimidator(XP3501217)、Moctezuma(PS102095)(Wehner et al., 2002)、Market-more 97(Cavatorta et al., 2007)、Hybrid 72502(Wehner et al., 2010)、Royal Sluis W automa 和 USDA6623(Staub et al., 2001),而国内的抗病品种主要有津春 5 号、中农 5 号、津优 3号、津优 38 号和花青大吊瓜等(陆宁海等,2006;王惠哲等,2008;蓝国兵等,2012),但这些抗性品种鉴定所用菌株不同,适用的地理区域尚需进一步研究。
2 材料与方法
2.1 供试材料
2.1.1 供试菌株
2017-2020 年间,从山东省临沂、莱芜、泰安、聊城、德州等地区的黄瓜保护种植地采集病叶,经分离纯化并结合孢子形态特征及分子生物学鉴定,共分离到 281 株靶斑病菌(表 1)。病斑组织用 75%乙醇消毒 15 s,用 1%次氯酸钠消毒 60 s,而后用无菌去离子水清洗 3 次,置于无菌 PDA 平板中 25℃黑暗条件培养,采用单孢分离技术进行纯化。将所有菌株用无菌矿物油 4℃封存,备用。
2.1.2供试培养基
马铃薯土豆(potato dextrose agar,PDA)培养基:土豆 200 g,葡萄糖 20 g,琼脂粉 20 g,加去离子水定容至 1000 mL;酵母蛋白胨醋酸盐(yeast peptone acetate agar,YBA)培养基:
酵母提取物 10 g,蛋白胨 10 g,无水乙酸钠 20 g,琼脂粉 15 g,加去离子水定容至 1000 mL。
水琼脂(water agar,WA)培养基:琼脂 20 g,葡萄糖 20 g,加去离子水定容至 1000mL。
上述培养基于 121℃条件灭菌 30 min,室温密封保存备用。
2.2 黄瓜靶斑病菌的多样性及其对杀菌剂敏感性的影响
2.2.1 黄瓜靶斑病菌的生物学特性
2.2.1.1 病原菌的培养性状研究
选择分离的菌株进行常规培养和持续观察。将保存在试管 PDA 斜面的 281 株黄瓜靶斑病菌依次转接在 PDA 培养平板中,25℃无光照培养,待菌落生长至适宜大小以便备用。培养性状研究包括菌丝生长速率、菌丝类型、菌落颜色和分泌色素情况等宏观特征。将所有活化完备的菌株沿着菌落边缘打取直径为 7 mm 的菌饼,再依次转接到 PDA平板中央(1 菌饼/皿),恒温 25℃无光照条件培养 5 d,测定所有菌株的菌落直径,由此测定菌丝生长速率,每个菌株进行 3 次重复,整个试验进行 3 次重复,取平均值并通过 Excel 软件对测得数据进行分析;同时观察并记录菌落颜色、菌丝类型、分泌色素情况及色素颜色等培养性状特征,整理归类。
2.2.1.2 病原菌的产孢能力
将菌株预培养 10 天后,用 5 ml 无菌水清洗下菌丝和孢子并用 3 层纱布过滤,制成孢子悬浮液(Ishii et al., 2011)。使用血球计数板来测定孢子悬浮液的浓度,并根据菌落直径计算每平方厘米菌落的产孢量。每个菌株重复 3 次,整个试验 3 次重复。
2.2.2 黄瓜靶斑病菌对黄瓜叶片致病力的测定
选取健康饱满的黄瓜种子(从未接触过任何药剂,品种为山东密刺),放在湿度较大的纱布中包裹,并置于培养皿中在 25℃恒温箱中催芽培养 24 h。待种子露白后将其种在育苗盘中,在温度为 25℃的温室中培养备用。
摘取第三片真叶来评估不同病原菌的致病力差异。选择大小和形状相似,无病斑,长势良好的叶片,用 0.5%次氯酸钠进行消毒,然后使用无菌水清洗叶片三次,用灭菌的纸巾擦干叶片水分。展平铺到浸湿带有湿滤纸的培养皿中,用少许的灭菌脱脂棉用无菌水湿润,包裹在叶片的叶柄处。用灼烧灭菌并充分冷却的昆虫针将叶表面轻轻刺伤,避开叶片上主要的维管束组织。用无菌接种针挑取菌饼,菌丝面朝下接种于伤口处,轻压以保证菌饼贴合不易脱落。对照接未被病原菌污染相同大小的 PDA 培养基块。于恒温光照箱中 25℃培养 3 天(光周期为 12 h)后调查叶片发病情况。每处理设置 5 个重复,试验进行 3 次。并用十字交叉法测量病斑直径,根据病斑大小评价不同地区、不同菌落类型、不同生长速率与菌株致病力之间的差异。
3 结果与分析................................... 25
3.1 黄瓜靶斑病菌的多样性及其对杀菌剂敏感性的影响...........................25
3.1.1 黄瓜靶斑病菌的生物学特性..........................