廖 凱,郝亞倫,金晨鐘,2,郭開發(fā),2,郭 軍,2,陳 苗
(1.湖南人文科技學(xué)院農(nóng)田雜草防控技術(shù)與應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心,農(nóng)藥無害化應(yīng)用湖南省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南 婁底 417000;2.婁底市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,湖南 婁底 417000)
油茶(Camellia oleiferaAbel.)以其茶油、茶籽、茶殼、茶葉、茶根等保健功效而著稱[1],其中茶油對心腦血管、高血壓、高血脂有一定的抑制作用[2]。目前全國油茶種植面積達(dá)453.3 萬hm2,湖南油茶種植面積、茶油產(chǎn)量和產(chǎn)值均居全國第一[3]。然而油茶在栽培生產(chǎn)中,隨著種植面積的不斷增加,種植品種不斷增多,油茶葉斑病[4]和炭疽病[5]發(fā)生越來越嚴(yán)重。油茶葉斑病主要危害葉片,病斑由小到大呈不規(guī)則狀,紅褐色至灰褐色,病健界限明顯,病斑處凹陷,病葉常提早脫落,新梢出現(xiàn)枯死現(xiàn)象,導(dǎo)致油茶產(chǎn)量大幅下降。前人對油茶葉斑病的病原菌進(jìn)行分離鑒定,有的鑒定為擬盤多毛孢菌(Pestalotiopsis kenyana)[6],有的鑒定為可可毛色二孢菌(Lasiodiplodia theobromae)[4,7]。筆者從雙峰縣油茶基地采集了7 份油茶葉斑病病葉樣本,采用組織分離法從中分離純化獲得3 株病原菌,進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察、分子生物學(xué)鑒定及致病性檢測,旨在明確油茶葉斑病的病原菌種類,并通過帶毒介質(zhì)菌絲生長速率法測定該病原真菌對6 種藥劑的敏感性,為油茶葉斑病的防治提供參考。
2021 年4 月在湖南婁底市雙峰縣洪山殿鎮(zhèn)油茶基地采集油茶葉斑病樣品,共采集樣品7 份。病斑近圓形,紅褐色至灰褐色,病健界限明顯,病斑處凹陷。將采集的病葉用封口袋裝好帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分離培養(yǎng)。
1.2.1 病原菌的分離與純化采用組織分離法[8]取典型葉斑病葉片用75%乙醇擦拭表面并風(fēng)干,于病健交界處切下5 mm×5 mm 小塊,在超凈工作臺用1%次氯酸鈉消毒1 min,用無菌水沖洗3 次后,用濾紙吸干表面水分,接種到PDA 平板,在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2 d 后,在WA 平板上進(jìn)行單孢純化,將純化后獲得的菌株保存在PDA 斜面上,置4℃冰箱中儲存?zhèn)溆谩?/p>
1.2.2 病原菌形態(tài)學(xué)特征觀察將病原菌用PDA 培養(yǎng)基在25℃恒溫條件下培養(yǎng)10 d,采用壓片法,對菌落形態(tài)、色澤、大小分生孢子的特征進(jìn)行觀察,測量分生孢子的大小等。參照張?zhí)煊頪9]的方法在顯微鏡下觀察分生孢子、分生孢子梗及喙?fàn)罴?xì)胞的形態(tài),并觀察成鏈情況。
1.2.3 分子鑒定依據(jù)形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果,挑選代表菌株在PDA 平板上培養(yǎng)5 d 后,采用DNA 提取試劑盒提取病原物的DNA,采用引物ITS1/ITS4[10]和EF1-983F/EF1-728[11]進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。PCR 反應(yīng)體系(50 μL):2×Easy Taq PCR SuperMix(+dye)25 μL,ITS1/EF1-983F 2 μL、ITS4/EF1-728F 2 μL、DNA 模板1 μL,ddH2O 20 μL。ITS基因序列PCR擴(kuò)增反應(yīng)程序?yàn)椋?4℃預(yù)變性4 min;94℃變性30 s,55℃退火30 s,72℃延伸40 s,共30 個(gè)循環(huán);72℃延 伸10 min。EF1-α基 因 序 列PCR 反 應(yīng) 程 序 為:94℃預(yù)變性4 min;94℃變性30 s,54℃退火30 s,72℃延伸40 s,共30 個(gè)循環(huán);72℃延伸10 min。反應(yīng)完成后,用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR 反應(yīng)產(chǎn)物。將不同引物的 PCR 反應(yīng)產(chǎn)物送生工生物工程(上海)股份有限公司進(jìn)行測序。測序后的基因序列經(jīng)校正后,在GenBank 中進(jìn)行同源序列搜索(BLAST),比較供試菌株與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)序列的同源程度。利用MEGA 5 軟件構(gòu)建系統(tǒng)樹。
1.2.4 致病性測定采用菌餅貼接法[12]測定病原菌的致病性。采集健康油茶葉片用75%酒精進(jìn)行表面消毒,用滅菌的打孔器(φ=5 mm)在培養(yǎng)菌落打取菌餅,將打好的菌餅貼接在油茶葉片處,以不接種病原菌的PDA 培養(yǎng)基菌餅作為空白對照接種健康油茶葉片,每個(gè)處理重復(fù)5 次。將接種好的油茶放在鋪有濕潤滅菌濾紙的保鮮盒中,葉柄處用無菌濕潤的脫脂棉包裹,置于人工光照氣候箱中培養(yǎng)。每天觀察病斑生長情況,5 d 后量取病斑直徑,進(jìn)行拍照記錄。
1.2.5 病原菌室內(nèi)毒力測定采用菌絲生長速率法進(jìn)行殺菌劑室內(nèi)毒力測定。供試殺菌劑為5%己唑醇懸浮劑、45%咪鮮胺水乳劑、10%苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑、43%戊唑醇懸浮劑和75%百菌清可濕性粉劑。在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將6 種藥劑原藥各設(shè)置成5 個(gè)對應(yīng)濃度梯度(500 倍、1 000 倍、2 000 倍、4 000 倍、8 000 倍),分別吸取不同濃度的化學(xué)藥劑滴入PDA 培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿中,混勻,冷卻凝固備用,每個(gè)濃度梯度3 個(gè)重復(fù)。以加入等量無菌水的PDA 平板為對照。用滅菌的打孔器(φ=5 mm)打取培養(yǎng)好的病原菌菌餅 1塊,接種到上述PDA 平板中央,置于25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d。采用十字交叉法測定菌落直徑,計(jì)算菌絲生長抑制率,求出毒力回歸方程,進(jìn)一步算出 EC50值及相關(guān)系數(shù)。
從采集的7 份油茶葉斑病中分離得到3 株分離物,分離物菌落為圓形灰褐色或灰綠色,邊緣整齊,菌落背面灰褐色(圖1A、B);菌絲大多數(shù)呈卷曲交織的絨毛狀,氣生菌絲發(fā)達(dá)致密,生長迅速,5 d后菌落直徑達(dá)8.5 cm,長滿整個(gè)培養(yǎng)基;分生孢子黃褐色或褐色,長橢圓形、卵形、棍棒狀或倒梨形(圖1C),磚隔孢,橫隔膜1~6 個(gè),豎或斜隔膜0~3個(gè),孢子長4.0~61.5 μm,寬3.8~25.4 μm,有的孢子有2.0~16.0 μm 假喙(圖1D)。根據(jù)形態(tài)特征初步鑒定為鏈格孢屬。
圖1 分離所得病原菌的形態(tài)特征
利用ITS基因序列對該病原菌進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,經(jīng)電泳檢測分別獲得大小約為500、250 bp 的清晰條帶,然后將測得的序列登錄NCBI 進(jìn)行BLAST 比對,3 株病原菌的28S rRNAITS序列(登錄號分別為MZ664270.1,MZ664271.0,MZ664272.1)與已登錄的Alternaria alternata菌株(登錄號依次為KP900243.1、MZ160955.1)相似性達(dá)99.63%以上。采用MEGA7進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析,通過自展法(bootstrap)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖2),YCB 菌株與Alternaria alternata菌株處于同一個(gè)分支上,相似性較高。最終,結(jié)合形態(tài)學(xué)特征、28S rRNAITS序列分析,確定引起油茶葉斑病的病原物為Alternaria alternate。
圖2 各代表菌株基于ITS序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹
將分離所得病原菌離體接種到健康油茶葉片上,接種5 d 后,接種部位出現(xiàn)灰白色水漬狀病斑,接種10 d 后,接種部位中間為灰白色,邊緣為黑褐色病斑,試驗(yàn)接種癥狀與田間癥狀一致,空白處理未發(fā)?。▓D3)。而且從發(fā)病病斑上可重新分離到相同的病原菌。
圖3 病原菌對健康油茶葉片的致病性測定
由表1 可知,6 種化學(xué)藥劑的EC50值由大到小排列依次為70%甲基硫菌靈可濕性粉劑>75%百菌清可濕性粉劑>5%己唑醇懸浮劑>43%戊唑醇懸浮劑>10%苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑>45%咪鮮胺水乳劑,油茶葉斑病菌對后4 種化學(xué)藥劑表現(xiàn)敏感,其中油茶葉斑病菌對藥劑45%咪鮮胺水乳劑最為敏感,其EC50值為0.521 5 mg/L,對藥劑70%甲基硫菌靈可濕性粉劑最不敏感,其EC50值為9 021.94 mg/L。
表1 供試殺菌劑對油茶葉斑病病菌的毒力回歸方程和EC50值
已有文獻(xiàn)報(bào)道,引起油茶葉部病害的病原菌有Lasiodiplodia theobromae[13]、Nigrospora sphaerica[14]、Colletotrichum gloeosporioides[15]、Colletotrichum henanense[16]。特別是炭疽菌屬Colletotrichum真菌危害林木、果樹、蔬菜、花卉、藥用植物和大田作物的根、莖、葉、花、果實(shí)和幼苗,可導(dǎo)致植株枯萎、果實(shí)腐爛、葉片病斑等癥狀,造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[17-18]。為了明確湖南丘陵地區(qū)油茶葉斑病的病原菌種類,研究在雙峰縣洪山殿鎮(zhèn)油茶基地采集了7 份油茶葉斑病樣品,采用組織分離法從中分離、純化獲得3株病原菌,通過形態(tài)學(xué)觀察、分子生物學(xué)鑒定及致病性檢測,證實(shí)該病原菌與交鏈格孢Alternaria alternata基本一致,擴(kuò)增得到的rDNA-ITS基因序列與交鏈格孢Alternaria alternata序列的同源性高達(dá)99.63%;在構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹上,該病原菌也與交鏈格孢Alternaria alternata聚在同一個(gè)分支上,結(jié)合致病性測定試驗(yàn),可將該病原物鑒定為交鏈格孢Alternaria alternata。
鏈格孢菌屬菌株大多數(shù)兼性寄生在植物(農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)作物和果樹林木等)上,可占領(lǐng)其他病原物造成的病斑位點(diǎn)、受損部位或其他衰弱組織等,加重其他病害的發(fā)生,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[19]。鏈格孢屬下種類多,屬級特征醒目而種級特征變異較大,單純根據(jù)形態(tài)特征進(jìn)行種類鑒定和區(qū)分難度較大,甚至存在爭議,因此結(jié)合分子生物學(xué)手段進(jìn)行種類鑒定可使鑒定結(jié)果更為可靠。
為有效防治油茶葉斑病,該研究還進(jìn)行了病原菌室內(nèi)毒力測定試驗(yàn)。結(jié)果表明,5%己唑醇懸浮劑、45%咪鮮胺水乳劑、10%苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑、43%戊唑醇懸浮劑4 種藥劑對油茶葉斑病病原菌具有不同程度的抑菌效果,可用于油茶葉斑病的化學(xué)防治。其中,油茶葉斑病菌對藥劑45%咪鮮胺水乳劑最為敏感,其EC50值為0.521 5 mg/L;對藥劑70%甲基硫菌靈可濕性粉劑最不敏感,其EC50值為9 021.94mg/L。