盧穎穎,桂 陽,陳婭婭,曾令祥,朱國勝**
(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院貴州省農(nóng)作物品種資源研究所,貴州 貴陽 550006;2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院貴州省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所,貴州 貴陽 550006)
紅托竹蓀(Dictyophora rubrovolvataM.Zang,et al.)隸屬于擔(dān)子菌門(Basidiomycota)腹菌綱(Gasteromycetes) 鬼筆目 (Phallales) 鬼筆科 (Phallaceae) 竹蓀屬(Dictyophora)。紅托竹蓀是竹蓀中的珍品,藥食兩用真菌,具有很好的開發(fā)前景[1]。紅托竹蓀在貴州的人工種植面積日益增加,近年來紅托竹蓀腐爛病病害普遍發(fā)生,對紅托竹蓀產(chǎn)量造成嚴(yán)重的影響。筆者通過對貴州紅托竹蓀的幾個主栽地區(qū)發(fā)生病害的種植大棚調(diào)查發(fā)現(xiàn),其典型癥狀是初期形成水漬狀斑點(diǎn),后期整個菌蛋腐爛不能正常出菇或形成畸形菇,一旦發(fā)病,整個大棚都會發(fā)病,減產(chǎn)甚至絕收,給紅托竹蓀生產(chǎn)造成很大的損失。
目前已報道的食用菌腐爛病多數(shù)是細(xì)菌性病害或真菌性病害,如糙皮側(cè)耳褐腐病,據(jù)其不同發(fā)病類型其病原菌有菌蓋疣孢霉(Mycogone perniciosaMagn.)、銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosaMigula)、樹枝狀輪指孢霉 (Dactylium dendroides)和半裸鏈孢霉(Fusarium semitectum);金針菇黑腐病其病原菌為托拉氏假單胞菌(Pseudomonas tolaasii);刺芹側(cè)耳軟腐病其病原菌為歐文氏菌屬(Erwiniasp.)[4-6]。針對紅托竹蓀腐爛病國內(nèi)許多專家進(jìn)行了許多有價值的研究和探討[1-3],主要集中在研究引起該病的病原菌、蟲害、病害等方面,但尚未明確引起該病的具體原因。為明確紅托竹蓀腐爛病發(fā)病原因,筆者在貴州省織金縣和黔西南州安龍縣的紅托竹蓀生產(chǎn)基地,對紅托竹蓀腐爛病的發(fā)病程度和發(fā)病規(guī)律進(jìn)行調(diào)查,同時采集病害樣本,對該病害進(jìn)行發(fā)病原因的初步分析,研究結(jié)果如下。
貴州省織金縣和黔西南州安龍縣皆為我國紅托竹蓀主產(chǎn)區(qū),也是紅托竹蓀的傳統(tǒng)種植區(qū)。菌蛋期指竹蓀生長初期未成熟的時期。
病癥:病害一般從菌蛋開始感染,初期菌蛋表面出現(xiàn)黃色至淡紅色的水珠;中期菌蛋基部便出現(xiàn)針眼狀的孔,繼而開始腐爛;后期出現(xiàn)感染其他雜菌的現(xiàn)象,如綠霉等。如果尖頂期菌蛋發(fā)病,仍可出菇開傘,畸形或部分腐爛。
從貴州省農(nóng)作物品種資源研究所實驗菇房、黔西南布依族苗族自治州安龍縣龍廣鎮(zhèn)小場壩村農(nóng)望種植農(nóng)民專業(yè)合作社紅托竹蓀種植大棚、織金縣紅托竹蓀種植大棚分別采集了3組帶有水漬斑點(diǎn)的子實體樣本,至實驗室進(jìn)行病原菌研究。
1.3.1疑似病原物分離培養(yǎng)
(1)病斑處細(xì)菌的分離
在采集的3組樣品中每組取3個患病子實體,在病斑處進(jìn)行細(xì)菌分離。用75%的酒精棉球,擦拭菌蛋表面進(jìn)行消毒,把菌蛋沿病斑邊緣掰開,將表皮組織用滅菌的鑷子和解剖刀移除,然后分別鉤取約6 mm2的病變膠質(zhì)組織和內(nèi)部組織(尚未分離開的菌柄和菌蓋組織),置于裝有500μL滅菌水的EP管(離心管)中,用滅菌的玻璃棒將組織研碎混勻,放置10 min,使用滅菌的接種環(huán)蘸取混合液在牛肉蛋白胨培養(yǎng)基上劃線接種,25℃恒溫培養(yǎng)。
(2) 病斑處真菌的分離
在采集的3組樣品中每組取3個患病子實體,在病斑處進(jìn)行細(xì)菌分離。用滅過菌的接種鉤,挑取菌蛋病斑處的附生真菌菌絲,置于PDA平板培養(yǎng)基上,25℃培養(yǎng),觀察菌落的生長情況。
1.3.2顯微鏡觀察
在采集的3組樣品中每組取3個患病子實體,分別取病變組織和未病變組織進(jìn)行顯微觀察;在顯微鏡100×物鏡視野下觀察組織形態(tài)特征;將組織切片放在載玻片上加1滴水,蓋蓋玻片輕按,在顯微鏡40×物鏡下檢查是否有細(xì)菌渾濁液;將組織切片移走,渾濁液通過酒精燈火焰固定,革蘭氏染色法觀察。
挑取純化后的細(xì)菌菌體,離心后置于離心管中,加入裂解液,震蕩后置于65℃中溫浴裂解,提取DNA,使用通用引物SR/SF擴(kuò)增16S rDNA片段。PCR反應(yīng)體系為30μL,其中10×PCR緩沖液3μL,dNTP(10mM) 3μL,正向和反向引物(100mmol·L-1)各1.5μL,TapDNA聚合酶1.2μL,模板DNA 3μL。PCR反應(yīng)程序為94℃預(yù)變性300 s;94℃變性30 s,52℃退火 45 s,72℃延伸 60 s,33 個循環(huán);72℃延伸600 s。利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR產(chǎn)物。PCR產(chǎn)物由上海英駿生物技術(shù)有限公司測序。利用16S rDNA的通用擴(kuò)增引物[7](SF:5’-A GAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’,SR:5’-GGTTAC CTTGTTACGACTT-3’) 進(jìn)行PCR擴(kuò)增。
將測得的序列進(jìn)行編輯,去掉序列兩端的引物,拼接后獲得16S rDNA序列。利用ClustalX軟件對獲得的16S rDNA序列進(jìn)行比對,序列相似比在99%以上的菌株分為一組。取每組的16S rDNA序列與NCBI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行BLAST比對,同源性較高(至少相似比在90%以上)的菌株作為參照對象,利用軟件Mega7鄰接法(Neighbor Joining) 構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。
以紅托竹蓀常規(guī)栽培種作為樣本,選取疑似病原物的優(yōu)勢菌株進(jìn)行致病性檢測。用接種針挑取少許純化的優(yōu)勢菌株,直接穿刺在直徑4 cm~5 cm健康菌蛋表面接種,每個優(yōu)勢菌株接種5個竹蓀蛋。培育溫度在28℃~30℃,環(huán)境濕度保持在90%以下,常規(guī)管理,觀察發(fā)病情況。
通過研究發(fā)現(xiàn),在安龍縣和織金縣調(diào)查的3個菇棚中,腐爛病病害的發(fā)病率達(dá)到60%~80%。該病害主要發(fā)生在7月~9月,發(fā)病期菇棚內(nèi)的溫度在32℃~35℃。病斑產(chǎn)生在菌蛋表面,起初為淡黃色水珠,水珠消失留下水印,后期各種雜菌感染逐漸腐爛。
紅托竹蓀栽培過程中,腐爛病多發(fā)生在菌蛋期,發(fā)病初期,其癥狀為菌蛋菌皮表面有淡紅色水漬狀斑點(diǎn),可看到斑點(diǎn)上凝結(jié)小水珠,中期水珠消失,水漬狀斑點(diǎn)變大至直徑為0.5 cm~2 cm,斑點(diǎn)顏色變?yōu)榘导t色,后期斑點(diǎn)處可看到感染各種雜菌,出現(xiàn)白色或綠色菌斑。球形期的菌蛋發(fā)病,最終整個菌蛋腐爛而不能正常出菇,尖頂期發(fā)病的菌蛋仍可出菇,但菇體部分腐爛或為畸形菇。如圖1所示。
圖1 紅托竹蓀腐爛病癥狀Fig.1 Typical symptoms of the Dictyophora rubrovolvata rot disease
顯微鏡觀察病斑組織成絮狀,且菌皮下的發(fā)病膠質(zhì)層組織有解體腐爛的現(xiàn)象。病斑組織切片,在顯微鏡低倍視野下,可以看到有渾濁的細(xì)菌液,革蘭氏染色發(fā)現(xiàn),存在革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細(xì)菌菌體。
分離培養(yǎng)的病變組織為菌蛋的膠狀層,從外觀看病變膠質(zhì)層組織已經(jīng)出現(xiàn)組織解體現(xiàn)象,用接種鉤在無菌操作下鉤取病變膠質(zhì)層組織至PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng),24 h后發(fā)現(xiàn)有細(xì)菌菌落生長,2 d后仍未發(fā)現(xiàn)病變組織萌發(fā)。用接種環(huán)蘸取少量細(xì)菌菌體至LB培養(yǎng)基上,劃線涂布培養(yǎng)獲得單菌落,菌落形態(tài)與吸取的病斑上水珠培養(yǎng)的細(xì)菌菌落形態(tài)及病變菌皮培養(yǎng)獲得細(xì)菌菌落形態(tài)一致。
在所采集的3組樣品中,通過培養(yǎng)觀察挑取了13個優(yōu)勢菌株,利用引物SR/SF擴(kuò)增16S rDNA片段大約為0.7 kb~1.5 kb。利用軟件MEGA中Align方法對測序序列進(jìn)行比對分析,采用MEGA軟件對比對結(jié)果進(jìn)行聚類分析見圖2。
圖2 序列比對結(jié)果Fig.2 Sequence comparison results
根據(jù)聚類結(jié)果分別挑選序列1-S、J1、T12、2-B、B11、J21、B12、J11在NCBI網(wǎng)站上進(jìn)行Blast比對,根據(jù)比對結(jié)果選擇相似值達(dá)到99%以上的模式菌株序列,模式菌株序列號分別為:KT291174、KY681833、KX822678、 KY780237、 LN564012、GQ306158、KY753321和KX131107。利用軟件MegAlign中ClustalW方法對所獲得序列進(jìn)行比對、聚類分析,利用軟件Mega7.0構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,如圖3所示。
從圖3可看出,所分離的疑似病原菌菌株主要與芽孢桿菌屬 (Bacillussp.,KT291174、KY753321)細(xì)菌、腸桿菌屬(Enterobactersp.,KY681833) 細(xì)菌和伯克霍爾德菌屬(Burkholderiasp.,GQ306158)細(xì)菌相類似,可基本確定所分離出的優(yōu)勢細(xì)菌主要屬于這三類細(xì)菌。這三個屬的細(xì)菌為自然界土壤、空氣、水等環(huán)境中普遍存在的細(xì)菌。
圖3 分離菌株與NCBI數(shù)據(jù)庫中模式菌株比對結(jié)果Fig.3 Comparison results of isolated strainswithmodel strains in NCBIdatabase
通過對所分離出的13個細(xì)菌進(jìn)行革蘭氏染色,發(fā)現(xiàn)上述三類細(xì)菌的3個代表菌株B11、J2、B1分別屬于革蘭氏陰性菌(腸桿菌屬Enterobactersp.)、革蘭氏陽性菌(芽孢桿菌屬Bacillussp.)和革蘭氏陰性菌(伯克霍爾德菌屬Burkholderiasp.)。
疑似病原物致病性檢測,通過回接試驗共接種了B1、J2等13個疑似病原菌,觀察均未發(fā)現(xiàn)水漬狀斑點(diǎn)。
紅托竹蓀腐爛病主要對子實體的外觀和產(chǎn)量造成嚴(yán)重影響,導(dǎo)致紅托竹蓀收益損失嚴(yán)重。本課題研究主要從安龍縣、織金縣的種植大棚以及貴陽的出菇大棚采集患病菌蛋樣本,通過顯微觀察和分離培養(yǎng)水漬狀病變組織內(nèi)的細(xì)菌,分離到的優(yōu)勢菌在回接試驗中均未表現(xiàn)出致病性。
紅托竹蓀大棚栽培一般是在7月~9月份出菇,該病害主要發(fā)生在出菇期,且為大棚出菇病害,林下或仿野生種植并不發(fā)生此病害,大棚種植在夏季易形成高溫、高濕環(huán)境,初步推斷紅托竹蓀腐爛病癥狀的發(fā)生與出菇時溫度、濕度有關(guān),還需進(jìn)一步研究驗證。
杏鮑菇細(xì)菌性病害,在病斑處產(chǎn)生膿液。平菇和雙孢蘑菇細(xì)菌性褐斑病等細(xì)菌性病害,在潮濕情況下,子實體的病斑處均有細(xì)菌膿液產(chǎn)生,且伴有難聞氣味。在紅托竹蓀腐爛病菌蛋表面的水漬狀斑點(diǎn)形成和發(fā)展過程中,斑點(diǎn)表面未發(fā)現(xiàn)明顯的細(xì)菌性膿液。且取水漬狀斑點(diǎn)表皮組織進(jìn)行培養(yǎng),在PDA培養(yǎng)基上可以正常萌發(fā),其菌絲形態(tài)與正常子實體組織的菌絲形態(tài)無明顯差異,說明水漬狀病變組織未發(fā)生壞死。
真菌菌絲細(xì)胞壁表面的疏水蛋白(hydrophobin)可利用其疏水作用來維持子實體內(nèi)的空氣通道(air channels) 和菌絲間空隙[9-13]。文獻(xiàn)報道裂褶菌(Schizophyllum commune) 的疏水蛋白基因sc4被敲除后,可引起裂褶菌子實體的空氣通道充水而呈水漬狀[11];脈孢菌(Neurospora crassa)、構(gòu)巢曲霉(Aspergillus nidulans) 和稻瘟病菌 (Magnaporthe grisea) 的疏水蛋白基因 Eas[15]、rodA[14]和 Mpg[13]被敲除后,均導(dǎo)致分生孢子囊或氣生菌絲呈現(xiàn)水漬狀[8-15]。紅托竹蓀腐爛病的水漬狀斑點(diǎn)的表征與敲除掉疏水蛋白基因的癥狀類似,該病的發(fā)生可能與疏水蛋白基因的調(diào)控表達(dá)有關(guān)。需進(jìn)一步深入研究紅托竹蓀腐爛病水漬狀斑點(diǎn)的形成與紅托竹蓀子實體疏水蛋白基因表達(dá)調(diào)控規(guī)律的關(guān)系。
本研究尚未對該病害進(jìn)行原生生物和病毒等相關(guān)研究,暫不能確定紅托竹蓀腐爛病與原生生物和病毒的關(guān)系。
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