凌金鋒, 彭埃天, 殷 瑜, 宋曉兵, 程保平, 崔一平, 陳 霞, 李子力

(1. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 廣東省植物保護(hù)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510640; 2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 廣州 510642)

廣東‘鷹嘴蜜桃’上流膠病病原鑒定

凌金鋒1,2, 彭埃天1*, 殷 瑜1, 宋曉兵1, 程保平1, 崔一平1, 陳 霞1, 李子力1

(1. 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 廣東省植物保護(hù)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣州 510640; 2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院, 廣州 510642)

‘鷹嘴蜜桃’是廣東的一個(gè)特色桃品種,以廣東的連平縣種植面積最大,但自2008年以來(lái),桃樹(shù)流膠病嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)亍椬烀厶摇a(chǎn)業(yè)的發(fā)展,成為桃生產(chǎn)中的一大病害。為明確廣東‘鷹嘴蜜桃’流膠病的病原菌種類,通過(guò)病原菌的分離和致病性回接試驗(yàn),并采用形態(tài)學(xué)鑒定方法結(jié)合基于rDNA-ITS、β-tubulin和TEF1-α基因序列分析的分子鑒定方法對(duì)病原菌進(jìn)行了鑒定。結(jié)果表明,引起廣東‘鷹嘴蜜桃’流膠病的病原菌為Botryosphaeriadothidea(無(wú)性態(tài)Fusicoccumaesculi)。

鷹嘴蜜桃; 桃樹(shù)流膠病; 病原鑒定

桃Prunusperica(L.) Batsch是廣東的一個(gè)優(yōu)稀水果品種,種植面積不大且零散。目前,在廣東省內(nèi)種植的所有桃類品種中,‘鷹嘴蜜桃’是最好的品種,種植區(qū)域主要集中在河源的連平縣和韶關(guān)的翁源縣[1-2]。由于政府的大力扶持,‘鷹嘴蜜桃’產(chǎn)業(yè)得到了迅速發(fā)展。就連平縣而言,該縣于2005年被評(píng)為“中國(guó)鷹嘴蜜桃之鄉(xiāng)”;2011年,連平‘鷹嘴蜜桃’被評(píng)為“嶺南十大佳果”;2015年,連平‘鷹嘴蜜桃’獲得“國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品”證書(shū),這些榮譽(yù)和證書(shū)的獲得又對(duì)‘鷹嘴蜜桃’產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。目前該縣‘鷹嘴蜜桃’種植面積已發(fā)展到2 797 hm2,是廣東省‘鷹嘴蜜桃’連片種植面積最大的一個(gè)山區(qū)縣,‘鷹嘴蜜桃’產(chǎn)業(yè)也已成為連平縣山區(qū)農(nóng)民脫貧致富的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一。然而,桃流膠病一直是該縣‘鷹嘴蜜桃’產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的一大難題。該病常造成植株樹(shù)勢(shì)衰弱甚至整株死亡,給果農(nóng)造成極大損失。為了了解該病的危害情況,本課題組于2008年到連平縣進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查和病樣采集,對(duì)該病大面積發(fā)生流行的原因進(jìn)行了分析,并提出了針對(duì)該病的防控建議[3];2010年,本課題組再次到該地調(diào)查采樣,并對(duì)‘鷹嘴蜜桃’流膠病的病原進(jìn)行了分離和鑒定,為該病害的防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 病樣采集及田間癥狀觀察

分別于2008年9月和2010年8月到廣東省連平縣上坪鎮(zhèn)‘鷹嘴蜜桃’果園調(diào)查‘鷹嘴蜜桃’流膠病發(fā)病情況,采集病害樣本并對(duì)癥狀進(jìn)行拍照。

1.2 病原菌的分離培養(yǎng)

參照方中達(dá)[4]的組織分離法對(duì)‘鷹嘴蜜桃’流膠病病枝病健交界處組織進(jìn)行分離,待長(zhǎng)出菌落后根據(jù)菌落形態(tài)特征將不同分離菌株分別挑出培養(yǎng)并單孢純化,再移植到斜面培養(yǎng)基培養(yǎng)后4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 病原菌的致病性測(cè)定

采用離體接種方法,包括有傷和無(wú)傷接種[5-7],并稍作修改。選取當(dāng)年生健康無(wú)癥春梢,先用自來(lái)水沖洗干凈,再用70%乙醇進(jìn)行表面消毒,然后剪成約20 cm長(zhǎng)的小段,在中部位置刻去0.1 cm×0.5 cm的表皮,再用已長(zhǎng)滿病原菌菌絲的1 cm×5 cm滅菌紗布條包扎傷口,同時(shí)設(shè)空白對(duì)照,然后將枝條基部插入搪瓷盆中已滅菌的濕沙中(另一端用滅菌脫脂棉包扎保濕),最后將整個(gè)搪瓷盆裝入封口袋中密封保濕,于26℃培養(yǎng)6 d后觀察發(fā)病情況;無(wú)傷接種方法同有傷接種方法。

1.4 病原菌的培養(yǎng)性狀及形態(tài)特征觀察

將病原菌接種到馬鈴薯蔗糖瓊脂培養(yǎng)基(PSA)上,于26℃恒溫培養(yǎng),觀察記錄菌落、分生孢子等的形態(tài)特征,并測(cè)量菌落生長(zhǎng)速率及分生孢子大小。自然基質(zhì)上病原菌的形態(tài)特征觀察則選取帶有子實(shí)體的病部組織進(jìn)行徒手切片,以水作浮載劑制成臨時(shí)玻片,然后在Nikon Eclipse 90i正置熒光電動(dòng)顯微鏡下進(jìn)行顯微觀察、測(cè)量和拍照,記錄其載孢體、產(chǎn)孢細(xì)胞和分生孢子的形態(tài)特征。

1.5 病原菌的分子生物學(xué)鑒定

1.5.1 病原菌基因組DNA的提取

用解剖刀刮取新鮮菌絲體于2 mL離心管中,加入6個(gè)鋼珠(直徑3 mm),再加入800 μL FG1[E.Z.N.A.TMFungal DNA Mini Kit (Omega Biotek)],在室溫下采用MTM-60 Cell Mill(方統(tǒng)生物科技有限公司,Fastwin Bio-tech Co. Limited)(intensity: 99)研磨30 min,其余步驟按試劑盒說(shuō)明書(shū)提取病原菌基因組DNA,然后將DNA模板置于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5.2 病原菌的PCR擴(kuò)增及測(cè)序

以病原菌基因組DNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物ITS5(5′-GGA AGT AAA AGT CGT AAC AAGG-3′)和ITS4(5′-TCC TCC GCT TAT TGA TATGC-3′)[8]用于擴(kuò)增核榶體基因轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(rDNA-ITS)片段,引物Bt2a(5′-GGT AAC CAA ATC GGT GCT GCT TTC-3′)和Bt2b(5′-ACC CTC AGT GTA GTG ACC CTT GGC-3′)[9]用于擴(kuò)增β-微管蛋白基因(β-tubulin)片段,引物EF1-728F (5′-CAT CGA GAA GTT CGA GAA GG-3′)和EF1-986R(5′-TACTTGAAGGAACCCTTACC-3′)[10]用于擴(kuò)增轉(zhuǎn)錄延伸因子1-α(TEF1-α)片段。

PCR反應(yīng)體系(50 μL):10×PCR Buffer(Mg2+Plus) 5 μL,dNTP Mixture(各2.5 mmol/L)4 μL,TaKaRaTaq酶(5 U/μL)0.4 μL,以上試劑均為T(mén)aKaRa公司產(chǎn)品,模板DNA 2 μL,引物(英濰捷基(上海)貿(mào)易有限公司合成)各2 μL(5 μmol/L),超純水34.6 μL。

反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性2 min;94℃變性30 s,55℃退火1 min,72℃延伸1 min,35個(gè)循環(huán);72℃延伸10 min;4℃保存。

PCR產(chǎn)物經(jīng)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后,將含有目的條帶的PCR產(chǎn)物交由英濰捷基(上海)貿(mào)易有限公司分別用各基因相對(duì)應(yīng)的PCR擴(kuò)增引物進(jìn)行雙向測(cè)序。

1.5.3 序列比對(duì)及系統(tǒng)發(fā)育分析

將獲得的病原菌rDNA-ITS、β-tubulin、TEF1-α序列提交到GenBank,并與GenBank中的DNA序列進(jìn)行同源性比較分析,下載相關(guān)序列及其模式菌株序列,以Macrophominaphaseolina為外群,用MEGA 6.0軟件[11]進(jìn)行比對(duì),采用鄰接法(neighbor-joining,NJ)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(shù),以自展法(bootstrap)進(jìn)行檢測(cè),重復(fù)1 000次并計(jì)算NJ系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(shù)內(nèi)每個(gè)分支的bootstrap值。

2 結(jié)果與分析

2.1 病害癥狀

該病既可危害實(shí)生苗、嫁接苗,也可危害成年結(jié)果桃樹(shù)主干和側(cè)枝。發(fā)病初期枝干表面形成近圓形褐色病斑,略凹陷,后逐漸擴(kuò)展為圓形、橢圓形、梭形大斑,或發(fā)展成隆起的小皰斑,在水分充足特別是持續(xù)陰雨時(shí),病斑皮層易開(kāi)裂,流出淡黃色透明黏稠膠液,凝結(jié)氧化后逐漸變成茶褐色或黑褐色凝膠。發(fā)病嚴(yán)重時(shí),病斑擴(kuò)大連成片,當(dāng)病斑環(huán)繞枝干一周時(shí),病部以上枝干生長(zhǎng)逐漸衰弱,最后枯死(圖1a～c)。解剖病部,病部皮層變褐壞死,可深達(dá)木質(zhì)部。

2.2 病原菌的分離及致病性測(cè)定

兩次采樣組織分離結(jié)果表明,依據(jù)菌落形態(tài)特征可將分離到的菌株劃分為7個(gè)類群,分屬于葡萄座腔菌屬Botryosphaeriasp.、擬莖點(diǎn)霉屬Phomopsissp.、鐮刀菌屬Fusariumspp.、鏈格孢屬真菌Alternariaspp.和炭疽菌屬Colletotrichumsp.。其中,葡萄座腔菌屬的分離頻率最高。

分別從上述7個(gè)菌落類群中各選出一個(gè)菌株進(jìn)行單孢純化,用于致病性接種試驗(yàn),接種結(jié)果表明,有傷接種6 d后,經(jīng)Botryosphaeriasp.接種的枝條,接種部位及其周圍的表皮明顯變褐壞死(圖1d),病部木質(zhì)部也明顯變褐,取病健交界處組織進(jìn)行再分離,可重新分離獲得與原分離菌株一致的菌株,而對(duì)照及其他6個(gè)菌株均未表現(xiàn)出任何發(fā)病癥狀,也未分離到測(cè)試菌株;無(wú)傷接種及對(duì)照均未發(fā)病。根據(jù)柯赫氏法則,證明該Botryosphaeriasp.菌株為‘鷹嘴蜜桃’流膠病的病原,菌株編號(hào)為L(zhǎng)PPG0801。

圖1 ‘鷹嘴蜜桃’流膠病癥狀及菌株LPPG0801的致病性測(cè)定Fig.1 Symptoms of ‘Yingzuimitao’ peach tree gummosis and pathogenicity test of isolate LPPG0801

2.3 病原菌的培養(yǎng)性狀和形態(tài)特征

在PSA培養(yǎng)基上26℃培養(yǎng)4 d后菌落直徑達(dá)7.01～7.44 cm,圓形或近圓形,邊緣不規(guī)則,中央灰褐色或欖綠色,邊緣白色,菌落背面中央暗褐色,邊緣白色,氣生菌絲棉絮狀(圖2a～b)。菌落上生黑色顆粒狀物,即子座,成熟分生孢子單胞,無(wú)色,薄壁,無(wú)隔,正直,紡錘形至梭形,具不規(guī)則油球,大小為(16～23.5)μm×(5～7)μm,平均(20±1.6)μm×(6.2±0.4)μm,54個(gè)分生孢子的95%置信區(qū)間為(19.6～20.4)μm×(6.1～6.4)μm,長(zhǎng)寬比為3.2±0.26(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),95%置信區(qū)間為3.1～3.3。

在自然基質(zhì)上,載孢體埋生于表皮下,后突破表皮外露,為真子座,暗褐色至黑色,單腔室至多腔室,腔壁黑褐色、革質(zhì),向內(nèi)側(cè)漸呈無(wú)色(圖2c～d);分生孢子梗缺或不明顯,無(wú)色,基部不分枝,圓柱形;產(chǎn)孢細(xì)胞全壁芽生式產(chǎn)孢,無(wú)色,圓柱形或瓶梗形(圖2e);分生孢子單胞,無(wú)色,薄壁,無(wú)隔,正直,紡錘形至梭形,具不規(guī)則油球,大小為(20.5～30)μm×(5.5～7.5)μm,平均(26.5±2.1)μm×(6.4±0.5)μm,50個(gè)分生孢子的95%置信區(qū)間為(25.9～27.1)μm×(6.3～6.5)μm,長(zhǎng)寬比為4.2±0.37(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差),95%置信區(qū)間為4.1～4.3(圖2f),較PSA培養(yǎng)基上形成的分生孢子略大。

在自然條件和人工培養(yǎng)基上均未發(fā)現(xiàn)有性型。根據(jù)病原菌的培養(yǎng)性狀和形態(tài)特征,參考以往文獻(xiàn)對(duì)該菌描述[12-14],初步鑒定此病原菌為Fusicoccumaesculi。

圖2 ‘鷹嘴蜜桃’流膠病病原的菌落及形態(tài)特征Fig.2 Colonies and morphological characteristics of the pathogen causing ‘Yingzuimitao’ peach tree gummosis

2.4 分子生物學(xué)鑒定

為進(jìn)一步明確該病原種類,對(duì)病原菌株的rDNA-ITS、β-tubulin和TEF1-α基因進(jìn)行擴(kuò)增并測(cè)序,分別得到581、439和300 bp的基因片段,將所得序列提交到NCBI的GenBank 數(shù)據(jù)庫(kù)中,獲得序列登錄號(hào)分別為KU928258、KU928260和KU928259,并與數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知序列進(jìn)行同源性比對(duì),初步確定歸屬,并下載同源性較高的相關(guān)序列,與本研究供試菌株共同構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(圖3)。圖3表明,供試菌株LPPG0801與B.dothidea和Dichomerasaubinetii處于同一分支,但本研究未見(jiàn)菌株LPPG0801產(chǎn)生Dichomera型分生孢子,因此將該菌株鑒定為B.dothidea(無(wú)性態(tài)F.aesculi)。

圖3 用NJ法基于rDNA-ITS、TEF1-α和β-tubulin基因核苷酸序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig.3 The NJ phylogenetic tree obtained from the combined rDNA-ITS, TEF1-α and β-tubulin gene sequence data

3 討論與結(jié)論

桃流膠病可分為侵染性流膠病和非侵染性流膠病,但兩種情況常常混合發(fā)生。2008年本課題組調(diào)查發(fā)現(xiàn),發(fā)生于廣東連平的‘鷹嘴蜜桃’流膠病除非侵染性流膠外,還一個(gè)重要原因是侵染性流膠[3]。關(guān)于侵染性流膠病的病原,國(guó)內(nèi)外已有許多研究報(bào)道[15-23]。發(fā)生于廣東的桃流膠病病原,已報(bào)道的有Leptosphaeriapruni[16]、Cucurbitariasp.[16]、Dothiorellagregaria[17]和B.dothidea(無(wú)性態(tài)F.aesculi)[20]4種。經(jīng)形態(tài)學(xué)鑒定和分子生物學(xué)鑒定,確定本研究中引起廣東‘鷹嘴蜜桃’流膠病的病原為B.dothidea(無(wú)性態(tài)F.aesculi),與李夏等[20]報(bào)道的病原一致,但未發(fā)現(xiàn)其有性世代。

關(guān)于Botryosphaeria真菌的鑒定,傳統(tǒng)的鑒定方法主要是依據(jù)無(wú)性型的形態(tài)學(xué)特征,但對(duì)于很多Botryosphaeria真菌來(lái)說(shuō),僅依據(jù)這一特征并不能作出準(zhǔn)確鑒定,而同時(shí)引入多基因系統(tǒng)發(fā)育分析,可以有效解決這個(gè)問(wèn)題[24],本研究結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)。本研究發(fā)現(xiàn),病原菌在自然基質(zhì)上形成的分生孢子明顯比在 PSA培養(yǎng)基上形成的分生孢子長(zhǎng),與趙曉軍等[25]的報(bào)道一致,但與Slippers等[26]的報(bào)道不同,這可能與培養(yǎng)基的不同有關(guān)。此外,在依據(jù)Phillips等[14]提出的葡萄座腔菌科Botryosphaeriaceae檢索表進(jìn)行檢索時(shí),在屬級(jí)水平可查到Botryosphaeria、Neofusicoccum兩屬,在種級(jí)水平可查到B.fusispora、B.dothidea和B.fabicerciana三個(gè)種,僅依靠分生孢子長(zhǎng)度和長(zhǎng)寬比很難確定到種。在進(jìn)行多基因系統(tǒng)發(fā)育分析時(shí),菌株LPPG0801與B.dothidea和D.saubinetii聚為一類,與B.fusispora和B.fabicerciana等明顯處于不同分枝,因此依據(jù)分子生物學(xué)的鑒定可將菌株LPPG0801鑒定為B.dothidea或D.saubinetii。然而,Dichomera真菌一個(gè)明顯的特征是會(huì)產(chǎn)生Dichomera型分生孢子[27],而在本研究中未見(jiàn)菌株LPPG0801產(chǎn)生Dichomera型分生孢子,因此排除D.saubinetii而將其鑒定為B.dothidea。由此可見(jiàn),采用形態(tài)學(xué)鑒定和分子生物學(xué)鑒定相結(jié)合的方法能夠有效解決Botryosphaeria真菌中形態(tài)相似種難以區(qū)分的問(wèn)題。

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(責(zé)任編輯： 田 喆)

Identificationofthepathogencausing‘Yingzuimitao’peachtreegummosisinGuangdongProvince

Ling Jinfeng1,2, Peng Aitian1, Yin Yu1, Song Xiaobing1, Cheng Baoping1, Cui Yiping1, Chen Xia1, Li Zili1

(1.ResearchInstituteofPlantProtection,GuangdongAcademyofAgriculturalSciences;KeyLaboratoryofHigh-TechnologyforPlantProtectionofGuangdongProvince,Guangzhou510640,China; 2.CollegeofAgriculture,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)

‘Yingzuimitao’ is a characteristic peach cultivar in Guangdong Province, and Lianping is the largest county in planting area. However, since 2008, the development of ‘Yingzuimitao’ industry in Lianping has been seriously affected by peach tree gummosis, a destructive disease. Through pathogen isolation and pathogenicity test, combining morphological identification with molecular identification based onrDNA-ITS,β-tubulinandTEF1-αgene sequence analysis, the pathogen was identified asFusicoccumaesculi, the anamorph ofBotryosphaeriadothidea.

‘Yingzuimitao’ peach; peach tree gummosis; pathogen identification

2017-01-12

2017-03-23

廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系嶺南水果創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)專項(xiàng)(2016LM1077);廣東省農(nóng)作物重大病蟲(chóng)與植物檢疫防控項(xiàng)目(粵農(nóng)保[2015]10號(hào))

* 通信作者 E-mail: pengait@163.com

S 436.621.19

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.06.013