谷清義,梅 陽,耿曉桐,張耀洲,申 君
(信陽農(nóng)林學(xué)院,河南信陽 464000)
番茄()是一年生茄科植物,原產(chǎn)于南美,因其獨特的風(fēng)味和較高的營養(yǎng)價值而成為全球蔬菜的主要栽培品種,成為全球消費最多的蔬菜之一。番茄在生長過程中病害多達(dá)20多種。其中,番茄果腐病是果實成熟與貯藏期極易發(fā)生的一種病害,嚴(yán)重影響番茄的品質(zhì)。番茄果腐病的危害以成熟果實為主,發(fā)病初期果面呈現(xiàn)淺色斑,后期病斑呈褐色,無清晰邊緣,擴(kuò)大后布滿整個果面。嚴(yán)重時引起果實腐爛,脫落。
番茄果腐病在信陽地區(qū)多有發(fā)生,嚴(yán)重影響番茄的產(chǎn)值和品質(zhì)。本試驗以信陽市甘岸鎮(zhèn)蔬菜大棚采摘的番茄為研究對象,采用組織分離法對病原菌進(jìn)行分離純化,利用柯赫氏法則進(jìn)行致病性測定,并結(jié)合形態(tài)特征和18S rDNA-ITS 基因序列對病原菌進(jìn)行初步鑒定,為進(jìn)一步研究信陽番茄病害的發(fā)生規(guī)律及防治提供理論依據(jù),以期為培育抗番茄果腐病材料提供依據(jù)。
供試材料:采自信陽市甘岸鎮(zhèn)大棚番茄,貯藏期間自然發(fā)病的果實。
接種材料:新鮮、健康的番茄,購自超市。
PDA 培養(yǎng)基:馬鈴薯200 g、蔗糖20 g、瓊脂15 g、無菌蒸餾水定容至1000 mL(高壓蒸汽121℃滅菌20 min)。
1.2.1 病原菌的分離純化
采用組織分離法進(jìn)行病原菌的分離純化。在超干凈工作臺上,于發(fā)病果的病健交界處取約3 mm×3 mm 的塊狀果皮組織,用體積分?jǐn)?shù)75%的酒精消毒15 s,3%的NaClO 溶液消毒15 s,無菌水沖洗4 次,用無菌濾紙吸掉表層水分。將組織塊轉(zhuǎn)移到PDA 平板上,在25℃恒溫箱中培養(yǎng),待菌落長出后挑取邊緣菌絲進(jìn)行純化培養(yǎng),重復(fù)3 至4 次純化培養(yǎng),獲得的純化菌株在4℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 病原菌的致病性測定
按照柯赫氏法則對分離到的病原菌進(jìn)行致病性測定。將分離得到的病原菌在PDA 上25℃黑暗培養(yǎng)5 d,將病原菌用無菌蒸餾水制成濃度1×10個/mL的孢子懸液。選取無病健康的番茄果實,用2%的NaClO 溶液浸泡2 min,無菌水沖洗并晾干。用滅菌過的接種針在番茄果實表面刺出傷口,在傷口處接種孢子懸液30 μL;設(shè)5 次重復(fù),以清水作對照,置于25℃保濕培養(yǎng),待發(fā)病后從接種發(fā)病的果實上再次分離出致病菌株病原菌,完成柯赫氏法則驗證。
1.2.3 病原菌的形態(tài)學(xué)鑒定
將菌株轉(zhuǎn)接到PDA 培養(yǎng)基上,置于恒溫箱中25℃恒溫培養(yǎng),每天觀察菌株在培養(yǎng)基的生長狀況,5 d 后在光學(xué)顯微鏡下觀察菌落的培養(yǎng)特征、菌絲體形態(tài)、分生孢子的形態(tài)以及有無分生孢子梗等特征,根據(jù)病原菌的形態(tài)特征,初步判斷病原菌的分類地位。
1.2.4 病原菌的分子鑒定
將菌株轉(zhuǎn)接到PDA 培養(yǎng)基上培養(yǎng),5 d 后菌絲布滿培養(yǎng)皿。刮取新鮮菌絲,采用CTAB 法提取FQ-1菌株的總DNA。對FQ-1 菌種的DNA 進(jìn)行PCR擴(kuò)增,PCR 擴(kuò)增采用真菌核糖體DNA 通用引物ITS1 和ITS4,ITS1:5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’;ITS4:5’-TCCTCCGCT TATTG ATATGC-3’。將PCR 擴(kuò)增后得到的產(chǎn)物送到武漢擎科生物科技有限公司測序,測序結(jié)果與GenBank 中相關(guān)序列進(jìn)行比對分析,以確定FQ-1 菌株類別。
利用組織分離法從10 份番茄病果上分離培養(yǎng)并純化后,獲得6 株病原菌,將其中一株優(yōu)勢菌株命名為FQ-1,進(jìn)行后續(xù)試驗。該病害危害番茄成熟的果實(圖1A),發(fā)病部位有形成不規(guī)則的圓形、白色乃至黃白色病斑,病斑處略凹陷有白色絮狀菌絲,后期病斑變成暗黃色,果實腐爛,散發(fā)出異味。
將分離得到的病原菌FQ-1 采用離體刺傷接種法接種于健康果實表面(圖1B)。接種3d 后番茄表面有明顯病斑,導(dǎo)致番茄表面形成圓形,黃白色、水漬狀病斑,病斑凹陷能看到清晰邊緣,隨后變成暗黃近褐色,病部褐變軟腐,有異味,與自然番茄發(fā)病的癥狀相同。對回接發(fā)病果實進(jìn)行再分離,獲得與接種菌菌落特征一致的分離物,說明分離病原物為致病菌。
圖1 番茄果腐病自然發(fā)病(A)和人工接種(B)癥狀
從自然發(fā)病的番茄上分離出病原菌,經(jīng)形態(tài)學(xué)初步鑒定,屬于鐮刀菌屬()。將分離到的病原菌依照柯赫氏法則回接鑒定,發(fā)現(xiàn)為致病菌株。
FQ-1 菌在PDA 培養(yǎng)基上培養(yǎng)時生長迅速(圖2A),3d 菌落直徑達(dá)到52 mm,大量氣生菌絲初期為白色后變?yōu)榘迭S色,PDA 培養(yǎng)基背面為白色或米黃色。分生孢子頂細(xì)胞彎曲(圖2B),兩端尖,具單隔膜,無色透明;未見厚垣孢子,分生孢子大小不一,內(nèi)部有0~3 個隔膜。
圖2 番茄果腐病病原菌FQ-1 形態(tài)特征
提取病原菌FQ-1 的總DNA,對rDNA-ITS 基因序列進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,獲得的基因片段大小為565 bp,將獲得的 rDNA-ITS 序列(登錄號:ON993227)與GenBank 上的序列進(jìn)行比對,發(fā)現(xiàn)其與(MT032393)、(MT012109)、(MK228625)、sp.(GQ352485)、(MG020430)、(MT032394)等6 種鐮刀菌的同源性都99%以上。因此初步確認(rèn)FQ-1 菌株是鐮刀菌,仍需對其序列和序列進(jìn)行測定,將FQ-1菌種鑒定到種。
番茄因果皮薄、組織柔嫩多汁并富含糖分,采后儲存過程中容易感染微生物而發(fā)病腐爛。番茄成熟期或采后病害主要是果腐病。番茄果腐病的主要原因是病原菌的入侵。有研究表明,引起番茄果腐病的病原菌主要有尖孢鐮刀菌()、灰葡萄孢()、擴(kuò)展青霉()和立枯絲核菌()等。本試驗通過對信陽市甘岸鎮(zhèn)大棚番茄進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定和分子生物學(xué)鑒定,初步確定從番茄上分離純化得到的病原菌FQ-1 為鐮刀菌,與王振學(xué)等從番茄中分離的病原菌為尖孢鐮刀菌相同。鐮刀菌()廣泛存在于自然界中,是一類重要的植物病原真菌,能夠引起寄主產(chǎn)生根腐、萎蔫、葉斑、果腐等癥狀,危害果實比較嚴(yán)重,綠果和紅熟果都可以發(fā)病,紅熟果發(fā)病更嚴(yán)重。鐮刀菌除引起番茄果腐病外,還能造成番茄枯萎病、甘草根腐病、豌豆根腐病、蠶豆苗期根腐病、馬鈴薯根腐病等。
本試驗利用rDNA-ITS 序列僅鑒定出果腐病菌屬于鐮刀菌,而未將FQ-1 菌株鑒定到種,接下來需對其序列和序列進(jìn)行測定,對其進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定,并對其生物學(xué)特性和防治藥劑進(jìn)行研究。