馬文娟,劉月廉,梁拾睿
(1.廣西壯族自治區(qū)興業(yè)縣土壤肥料工作站 興業(yè)縣 537800;2.廣東海洋大學濱海農(nóng)業(yè)學院 湛江市 524088;3.興業(yè)縣大平山鎮(zhèn)人民政府 興業(yè)縣 537800;)
火龍果(Hylocereus undulatusBritt)是深受人們喜愛的熱帶水果之一。20 世紀90 年代初開始引進臺灣試種, 并馴化改良, 在廣東、海南、福建、廣西等省區(qū)陸續(xù)引種栽培。據(jù)不完全統(tǒng)計,火龍果已被廣西列入“十三五”重點發(fā)展水果品種之一,到2020 年,廣西計劃種植火龍果面積達到13 300 ha,產(chǎn)量突破500 000 t[1]?;瘕埞N植在玉林市也在興起,到2020年底,全市發(fā)展火龍果面積近1 333.33 ha,其中興業(yè)縣155.33 ha(興業(yè)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提供數(shù)據(jù))。隨著種植面積不斷擴大,病害問題日益突出,嚴重影響了火龍果的產(chǎn)量和質(zhì)量。目前國內(nèi)報道的火龍果病害主要有潰瘍病(Neoscytalidium dimidiatum)、炭疽?。–olletotrichum gloeosporioides,C.truncatum和Gloeosporiumsp.)、果 腐 ?。˙ipolarisca ctivora)、枯萎 ?。‵usarium oxysporum)、黑斑?。ˋlternariasp.)和枯斑?。∟ectriellasp.)等[2-3],已有研究表明,引起貴州和海南火龍果炭疽病的病原為膠孢炭疽菌(C.gloeosporioides)和平頭炭疽菌(C.truncatum)[2,4]。而引起廣西欽州火龍果炭疽病的病原為盤圓孢屬(Gloeosporiumsp.)[5]。當前國外報道引起火龍果炭疽病的病原主要為C.siamense(印度)、C.fructicola(菲律賓)、C.aenigma和C.siamense(泰國)、C.karstii(巴西)、C.gloeosporioides(美國和日本)[6-11]。
2020 年5 月,在廣西玉林興業(yè)縣太平鎮(zhèn)火龍果種植區(qū)發(fā)生了嚴重的炭疽病,發(fā)病率約為25%,通過初步采樣研究,發(fā)現(xiàn)與國內(nèi)報道的病原不同,為了明確該病原種類,本研究開展了該病害的病原鑒定,旨在為該病害的防治提供科學依據(jù)。
2020年4 月,在廣西玉林興業(yè)縣太平鎮(zhèn)火龍果種植區(qū)(22°94′97′N,109°91′79′E)針對火龍果枝條(莖)炭疽病進行病情調(diào)查及采樣,同時采集健康無病枝條(莖),分別置于PE無菌采樣袋,帶回廣東海洋大學濱海農(nóng)業(yè)學院植保實驗室進行研究。
選取感病的火龍果枝條(莖),病健交界處剪取2 mm×2 mm 的小塊,70%乙醇消毒30 s,然后將其轉(zhuǎn)入0.1%升汞消毒1 min,用無菌水清洗3遍后,用滅菌濾紙吸干, 置于馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基上28 ℃培養(yǎng)。3~5 d后,待分離物上長出菌絲,挑取菌落邊緣接種在新的PDA 平板純化培養(yǎng),然后將純化菌株進行稀釋平板涂布,獲得單菌落,并接入斜面試管中在25 ℃培養(yǎng)3~5 d,然后置于4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>
將PDA 上培養(yǎng)7d的分離菌株,用直徑5 mm的打孔器制取菌餅,然后把菌餅接種于有傷口的離體火龍果枝條(莖)上,以無菌PDA 培養(yǎng)基無菌餅作為對照,置于用無菌濾紙保濕的塑料盒中,保濕7~10 d。癥狀表現(xiàn)后,從接種發(fā)病的病斑上再次分離病原菌并進行形態(tài)鑒定。
1.4.1 形態(tài)學特征
將致病菌株接種至PDA平板培養(yǎng)基,于28 ℃恒溫箱暗培養(yǎng),定期觀察致病菌株的菌落生長,記錄菌落的顏色、形態(tài)及生長情況,在光學顯微鏡下拍照記錄致病菌株的分顯微形態(tài)。
1.4.2 分子生物學鑒定
致病菌株基因組DNA 提取參考Lu 等的方法提取病原菌的DNA[12]。對病原真菌的核糖體內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(internal transcribed spacer, ITS)、肌動蛋白基因(actin gene,ACT)、幾丁質(zhì)合成酶A 基因(chitin synthase A gene,CHS-1)和3-磷酸甘油醛脫氫酶基因(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase gene,GAPDH)[13]進行PCR 擴增,1%瓊脂糖凝膠電泳檢測其PCR 產(chǎn)物。PCR 產(chǎn)物經(jīng)純化、回收后,送到廣州華大測序中心進行測序。將測序序列向GenBank 數(shù)據(jù)庫提交,并獲得登錄號。同時將序列在NCBI 上進行Blast 比對,并選取同源性較高和模式菌株序列按ITS、ACT、CHS-1和GAPDH順序進行連接,用MEGA7.0 中的最大似然法(Maximum Likelihood)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,并用bootstrap對系統(tǒng)發(fā)育樹進行檢驗,1 000次重復[14],確定病原菌的分類地位。
通過對約0.667 ha火龍果園的田間調(diào)查,火龍果炭疽病的發(fā)病率約為25%。該病田間主要為害枝條(莖),初期為淡黃色近圓形點狀病斑,后期為黃褐色至黑褐色近圓形斑,病斑中央凹陷,邊緣呈輪紋狀,且表面著生褐色小點,呈典型炭疽病癥狀,如圖1所示。病斑不限于枝條(莖)的尖部或邊緣(圖1-a)。
圖1 火龍果炭疽病
通過病樣的分離,純化,單孢分離,獲得單孢菌株3 個,分別編號為HUCS-1、HUCS-2 和HUCS-3。分別對3個菌株進行進一步的研究。
菌株HUCS-1、HUCS-2 和HUCS-3 分別接種于健康枝條(莖),5 d 后開始發(fā)病,所有接種部位均變黑腐爛并凹陷(圖1-b),其發(fā)病癥狀與田間采集樣品癥狀相似,而對照未發(fā)?。▓D1-c)。對接種后發(fā)病組織進行再次分離純化,獲得的菌株與接種菌株形態(tài)特征一致。說明所分離的菌株HUCS-1、HUCS-2 和HUCS-3均為致病菌。
在28 ℃條件下,菌株HUCS-1、HUCS-2 和HUCS-3在PDA培養(yǎng)基上菌落呈白色至灰色,分生孢子為單細胞,透明、柱狀、兩端鈍化,大小為(13.8~16.5) μm×(4.0~5.5) μm(n=50)。附著胞呈橢圓形至不規(guī)則形,呈暗褐色,大小在(5.6~8.5) μm×(4.5~6.5) μm 之間(n=20)(圖1-d 和e)。菌株形態(tài)特征與已報道文獻中暹羅刺盤孢菌(Colletotrichum siamense)的描述一致[15]。
菌株HUCS-1、HUCS-2 和HUCS-3 經(jīng)過PCR擴增、測序以及向GenBank 數(shù)據(jù)庫提交序列,獲得登錄號,按順序分別是MZ723903、MZ723904和MZ723905 (ITS);MZ736568、MZ736569 和MZ736570 (ACT); MZ736571、 MZ736572 和MZ736573 (CHS-I);MZ736574、MZ736574 和MZ736574(GAPDH)。
將所得序列進行BLAST 比對,結(jié)果顯示,致病菌株的ITS、ACT、CHS-I和GAPDH序列與C.siamense的 模 式 菌 株ICMP 18578 (JX010171,F(xiàn)J907423、JX009865 和JX009924)和其他多個菌株同源性達到99%~100%。基于ITS、ACT、CHSI和GAPDH基因,從GenBank中選取的序列,采用最大似然法,構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,如圖2所示,菌株HUCS-1、HUCS-2 和HUCS-3 與 模式菌株ICMP 18578聚在同一分支,而與其他種有較大的遺傳距離(圖2)。
圖2 系統(tǒng)發(fā)育樹
綜合分離菌株的形態(tài)學特征、致病性測定和多基因序列分析,確定引起廣西玉林興業(yè)縣太平鎮(zhèn)火龍果種植區(qū)的炭疽病為暹羅刺盤孢菌(C.siamense)。
炭疽病是植物最常見病害之一,但其病原種類復雜,多樣性高,僅用形態(tài)學或單基因分析難以明確其分類地位[12]。因此,采用ITS、ACT、CHS-I和GAPDH的多基因序列分析能更科學地明確病原菌的分類地位,這將有助于在生產(chǎn)上對該病害的有效管理。本研究綜合分離菌株的形態(tài)學特征、致病性測定和多基因序列分析,確定引起廣西玉林興業(yè)縣太平鎮(zhèn)火龍果種植區(qū)的炭疽病為暹羅刺盤孢菌(C.siamense),是國內(nèi)的首次報道。