摘要:【目的】明確廣西苦瓜主產(chǎn)區(qū)白粉病病原菌種類和生理小種,為苦瓜白粉病防治及抗病育種提供科學(xué)依據(jù)?!痉椒╙2016—2021年,在廣西南寧、柳州、桂林、北海、玉林、賀州、崇左和貴港8個苦瓜產(chǎn)區(qū)采集并分離白粉病病原菌246份,通過顯微鏡觀察分生孢子形態(tài)及ITS序列分析構(gòu)建系統(tǒng)進化樹明確苦瓜白粉病菌種類,并采用國際通用的13個甜瓜白粉病菌生理小種鑒別寄主和鑒別標(biāo)準(zhǔn)體系對白粉病菌的生理小種進行鑒定;通過調(diào)查白粉病菌優(yōu)勢生理小種在廣西苦瓜栽培品種桂農(nóng)科6號、清脆277、翠華和海加仕183上的危害程度和致病力分析,明確廣西苦瓜主產(chǎn)區(qū)白粉病菌種類及生理小種的分化?!窘Y(jié)果】通過形態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)相結(jié)合的方法確定廣西苦瓜白粉病病原菌為單囊殼白粉菌(Sphaerotheca fuliginea),存在小種1和2F兩個生理小種,其中,2016—2021年生理小種1的平均分離頻率為95.72%,是廣西苦瓜白粉病菌的優(yōu)勢小種,生理小種2F僅在貴港苦瓜種植基地發(fā)現(xiàn),平均分離頻率為4.29%。苦瓜白粉病菌優(yōu)勢小種致病力測定結(jié)果顯示,4個廣西苦瓜栽培品種的病情指數(shù)逐年增加,生理小種1致病力強度呈上升趨勢,田間病害發(fā)生較嚴(yán)重?!窘Y(jié)論】導(dǎo)致廣西苦瓜白粉病的病原菌為單囊殼白粉菌,存在小種1和2F兩個生理小種,其中生理小種1為廣西苦瓜白粉病菌優(yōu)勢小種。廣西苦瓜白粉病菌菌株的遺傳進化與地域有一定關(guān)系,但差異不明顯。
關(guān)鍵詞:苦瓜;白粉??;單囊殼白粉菌;生理小種;ITS序列分析;廣西
中圖分類號:S436.429文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:2095-1191(2024)01-0096-09
Identification and ITS sequence analysis of dominant physiologi-cal races of powdery mildew pathogen of bitter gourd in Guangxi
FENG Cheng-cheng',CHEN Xiao-feng',HUANG Xiong-juan1,JU Xi-xi2,HUANG Yu-hui2,LIANG Jia-zuo1,LIU Xing-lian',HUANG Ru-kuil
('Vegetable Research Institute,GuangxiAcademy of Agricultural Sciences,Nanning,Guangxi530007,China; 2Guangxi Crop Genetic Improvementand Biotechnology Laboratory,Nanning,Guangxi530007,China)
Abstract:[Objective]To identify the species and physiological races of powdery mildew pathogen of bitter gourd in Guangxi,and provide scientific basis for prevention and control of powdery mildew of bitter gourd and breeding for di sease resistance.【Method]From2016to2021,246strains of powdery mildew pathogens were collected and isolated from8producing areas of bitter gourd in Nanning,Liuzhou,Guilin,Beihai,Yulin,Hezhou,Chongzuo and Guigang of Guangxi,and phylogenetic tree was constructed to identify the species of powdery mildew pathogen of bitter gourd through microscopic observation of conidial morphology and ITS sequence analysis.The host identification and identifica-tionstandard system of13physiological species of muskmelon were used to identify the physiological races of powdery mildew pathogens.By investigating the damage degree and pathogenicity of the dominant physiological races of powdery mildew pathogens in Guinongke6,Qingcui277,Cuihua and Haijiashi183,the species and physiological races diffe-rentiation of powdery mildew pathogens in the main producing areas of bitter gourd in Guangxi were determined.[Result]According to morphology and molecular biology,the bitter gourd powdery mildew disease in Guangxi was caused by Sphaerothecafuliginea,belonging to the physiological race Iand2F.Race Iwas the dominant race ofpowdery mildew pathogen in Guangxi with95.72%average isolation frequency during2016-2021;race2F was detected only in Guigang with4.29%average isolation frequency.Through pathogenicity analysis of dominant races of powdery mildew pathogen of bitter gourd,the disease index of the four bitter gourd varieties showed an increasingtrend year by year,pathogenicity in-tensity of physiological race1increased,and the disease in the field was serious.[Conclusion]The pathogen causing pow-dery mildew of Guangxi bitter gourd is S.fuliginea,and there are twophysiological races Iand2F,of which physiologi-cal race listhe dominant race of Guangxi bitter gourd powdery mildew pathogen.The genetic evolution of powdery mil-dew strains of bitter gourd in Guangxi has certain relationship with the region,but the differenceis not obvious
Key words:bitter gourd;powdery mildew;Sphaerothecafuliginea;physiological race;ITS sequence analysis;Guangxi
Foundation items:National Natural Science Foundation of China(32060686);Guangxi Science and Technology Key Project(GuikeAA23023001);Basic Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences(Guinongke2021JM20)
0引言
【研究意義】苦瓜(Momordica charantia L.)是葫蘆科(Cucurbitaceae)苦瓜屬一年生攀緣草本植物,主要分布在亞洲和非洲的熱帶地區(qū)(Schaefer and Renner,2010;趙秀娟等,2013;Cui et al.,2020)。苦瓜富含多肽、多糖、皂苷和類黃酮等多種生物活性成分,是我國重要的藥食兼用蔬菜種類之一,其降血糖、抗炎癥、抗癌癥的藥用功能被廣泛關(guān)注(Raja-" sekhar et al.,2010;龔斌等,2015;Yang et al.,2015;Lu and Lin,2016;Dhillon et al.,2017)??喙鲜菑V西“南菜北運”主要蔬菜種類(馮誠誠等,2018),因其產(chǎn)量高、易栽培、周期短及收益穩(wěn)定等特點,已成為推動鄉(xiāng)村振興的優(yōu)選品種,對農(nóng)民增收與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。廣西苦瓜年種植面積約40000ha,占全國苦瓜總種植面積的17%,總產(chǎn)量約160萬t,產(chǎn)值超過54億元,在苦瓜產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時,高溫高濕、低溫寡照的氣候條件及產(chǎn)區(qū)長期規(guī)?;N植,導(dǎo)致白粉病成為苦瓜生產(chǎn)中危害最嚴(yán)重的病害??喙习追鄄拿缙诘绞斋@期均可發(fā)生,苦瓜植株被病菌侵染后會在葉片上形成厚厚的白粉層,苦瓜葉片光系統(tǒng)被破壞,導(dǎo)致光合速率下降,造成苦瓜嚴(yán)重的品質(zhì)和產(chǎn)量損失(周萌萌等,2019;Chen et al.,2021;秦健等,2022)。白粉病菌的致病性和毒力存在極強的地域性,生理小種多,分化演替速度快,因此,明確危害苦瓜白粉病的病原菌及生理小種,并針對本地區(qū)的優(yōu)勢生理小種開展種質(zhì)鑒定和高抗種質(zhì)創(chuàng)制,對苦瓜抗白粉病育種具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】導(dǎo)致苦瓜及其他葫蘆科作物發(fā)生白粉病的病原菌主要是單囊殼屬(Sphaerotheca)單囊殼白粉菌(S.fuliginea)和白粉菌屬(Erysiphe)二孢白粉菌(E.cichoracearum)(王曉敏等,2021),單囊殼白粉菌分化出0、1、2F和2US等11個生理小種,二孢白粉菌分化出0號和1號2個生理小種(Davis et al.,2007)。目前,白粉病菌種類鑒定主要通過形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)方法,通過病原菌形態(tài)和分子ITS鑒定葫蘆科蔬菜病原菌種類,以及根據(jù)國際通用的甜瓜生理小種鑒別體系對白粉病菌生理小種開展鑒定。通過對我國不同地區(qū)的葫蘆科蔬菜病原菌種類和生理小種鑒定,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致我國葫蘆科蔬菜白粉病主要為單囊殼白粉菌,不同地區(qū)的生理小種有所差異。其中,海南省的苦瓜白粉病菌均為單囊殼白粉菌,屬生理小種2F(包海清等,2008;周萌萌等,2019);導(dǎo)致黑龍江省葫蘆科蔬菜白粉病菌的生理小種為單囊殼白粉菌小種1和6,采用了孢子懸浮液噴霧法接種鑒定(馬鴻艷等,2011);新疆北疆地區(qū)籽瓜、甜瓜白粉病病原菌為單囊殼白粉菌生理小種1,南疆地區(qū)為生理小種5(蘇瑞等,2013);武漢及江浙滬、淮北地區(qū)甜瓜白粉病致病菌均為單囊殼白粉菌生理小種1,主要通過鏡檢白粉孢子、考馬斯亮藍(lán)染色菌絲及ITS序列分析的方法明確病原菌種類(李蘋芳等,2015;張慧君等,2017;袁悅等,2022);山東濟南、濰坊壽光等地甜瓜白粉病菌為單囊殼白粉菌小種1,采用13個甜瓜白粉病生理小種鑒別寄主進行生理小種鑒定(莫龍飛等,2021);徐兵劃等(2022)對采集自江蘇淮安、南京、常熟、連云港,浙江杭州,上海青浦區(qū)和金山區(qū)的甜瓜、南瓜、黃瓜白粉病病原菌開展形態(tài)學(xué)及分子鑒定,明確優(yōu)勢生理小種為單囊殼白粉菌生理小種2F,并對8個甜瓜品種開展白粉病抗性篩選,研究不同抗性甜瓜材料生理生化機制。目前國內(nèi)未見白粉病病原菌為二孢白粉菌及其相關(guān)生理小種的報道?!颈狙芯壳腥朦c】目前,關(guān)于廣西苦瓜產(chǎn)區(qū)白粉病病原菌及生理小種的鑒定研究尚未見報道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】采集廣西8個苦瓜產(chǎn)區(qū)的246份白粉病病原菌,經(jīng)分離純化后采用形態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)相結(jié)合的方法進行白粉病菌種類鑒定,通過國際通用甜瓜白粉病菌生理小種鑒別體系進行白粉病菌生理小種鑒定,以明確廣西苦瓜主產(chǎn)區(qū)白粉病致病菌并追蹤生理小種的分化類型及致病力情況,為苦瓜白粉病防治及抗病育種提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗材料
1.1.1供試病原菌2016—2021年春季,從廣西8個苦瓜產(chǎn)區(qū)(南寧市興寧區(qū)和武鳴區(qū)、桂林市靈川縣、北海市合浦縣和銀海區(qū)、柳州市柳北區(qū)、玉林市容縣和玉州區(qū)、賀州市八步區(qū)、崇左市扶綏縣、貴港市港北區(qū)和覃塘區(qū))采集246份自然發(fā)病的苦瓜植株葉片,挑取單個病斑接種于高感苦瓜種質(zhì)MC402分離純化和擴繁。每個地區(qū)的苦瓜白粉病菌置于1個蔬菜大棚中保存擴繁,在大棚中搭建小拱棚,每個小拱棚開展1份病菌的純化擴繁,3個重復(fù),在小拱棚中用塑料薄膜隔離,保證嚴(yán)格分離,避免交叉污染。
1.1.2供試植物高感苦瓜種質(zhì)MC402由Narinder P.S.Dhillon博士(世界蔬菜中心)提供。國際通用甜瓜白粉病菌生理小種鑒別寄主(共13份種質(zhì)材料)由北京農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心許勇研究員提供。所有鑒別寄主材料在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建科研基地嚴(yán)格套袋、自交擴繁保存??喙显耘嗥贩N桂農(nóng)科6號、清脆277、翠華和海加仕183由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所苦瓜科研團隊提供。
1.1.3主要試劑及儀器Biospin真菌基因組DNA提取試劑盒(杭州博日科技有限公司);2×Es Taq Master Mix(康為世紀(jì)生物科技股份有限公司);Invitrogen Agarose(美國英杰生命技術(shù)有限公司);pMDTM19-T Vector(日本寶生物工程有限公司);5×TBE Buffer、6×Glycerol DNALoading Buffer(南寧國拓生物科技有限公司)。梯度PCR儀(德國耶拿分析儀器股份公司);全自動化學(xué)發(fā)光熒光圖像分析系統(tǒng)(上海天能科技有限公司);GelDoc XR+凝膠成像系統(tǒng)(美國伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品有限公司);臺式冷凍離心機、微孔板孵育器和移液器(德國艾本德股份公司);電泳儀(北京六一生物科技有限公司)。
1.2試驗方法
1.2.1白粉病病原菌分離純化挑選MC402未發(fā)病的健康植株葉片置于裝有濾紙的培養(yǎng)皿中,分別從收集的246份白粉病葉片挑取單個病斑接種于MC402葉片上,保持濾紙濕潤。接種后置于28℃光周期L:D=14h:10h、光強40μmol(m2·s)的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),經(jīng)4次分離純化后,利用MC402擴繁保存用于后續(xù)試驗。同時,將8個廣西苦瓜產(chǎn)區(qū)純化后的白粉病菌分生孢子收集保存于1.5mL離心管,-20℃冰箱保存,用于白粉病菌ITS序列比對分析和系統(tǒng)發(fā)育進化樹構(gòu)建。
1.2.2苦瓜白粉病菌形態(tài)觀察分別取采集自8個廣西苦瓜產(chǎn)區(qū)的246份白粉病菌無性世代分生孢子置于載玻片上,加入1滴3%KOH溶液,蓋上蓋玻片,于10×40倍顯微鏡下觀察白粉病菌分生孢子形態(tài)特征。先觀察病原菌是否含有纖維狀體,含有纖維狀體的為單囊殼白粉菌,無纖維狀體的為二孢白粉菌。每個地區(qū)的白粉病菌制作10個玻片,觀察載玻片上所有視野的分生孢子是否包含纖維狀體。1.2.3苦瓜白粉病菌生理小種鑒定在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所里建科研基地搭建2個長10m、寬5m、高2m的雙層矩形棚。將13份甜瓜鑒別寄主的種子催芽后播種于口徑為30cm的育苗缽,每個育苗缽播種5株同種鑒別寄主,出苗后選取長勢旺盛的苗缽分組,每組包括一整套13個鑒別寄主,每個鑒別寄主以5株為1個重復(fù),設(shè)3次重復(fù)。每組苗置于1個塑料小棚,每個小棚用塑料薄膜隔離,每個小棚只開展1個地區(qū)的白粉病菌生理小種鑒定,保證嚴(yán)格分離,避免交叉污染。待鑒別寄主培育至6葉期,分別從MC402取新鮮白粉病菌,配制成濃度為5×10?個/mL的孢子懸浮液,采用噴霧法接種于鑒別寄主葉片上,控制棚內(nèi)溫濕度,溫度白天24~26℃、夜晚20~22℃,相對濕度60%~80%。接種后12~15d,待接種葉片充分發(fā)病,參考瓜類蔬菜白粉病菌生理小種分化鑒定病級分級標(biāo)準(zhǔn)對甜瓜發(fā)病情況進行統(tǒng)計,判斷其生理小種(Sakata et al.,2006)。
白粉病發(fā)病等級分級標(biāo)準(zhǔn):0級,無病癥;1級,有少量病斑,病斑面積少于總?cè)~面積的1/3;2級,病斑面積占總?cè)~面積的1/3~2/3;3級,病斑面積超過總?cè)~面積的2/3;4級,病斑遍布整張葉片;5級,病斑布滿整張葉片,黃化嚴(yán)重,葉片枯死。
按照下述公式進行病情指數(shù)(DI)計算:
DI=Σ(發(fā)病級別×相應(yīng)發(fā)病級別的葉數(shù))/5×調(diào)查總?cè)~數(shù)×100
白粉病抗性依據(jù)病情指數(shù)分為5級:高抗(HR),DI≤10;抗?。≧),10lt;DI≤40;中抗(MR),40lt;DI≤60;感?。⊿),60lt;DI≤80;高感(HS),DIgt;80。
1.2.4苦瓜白粉病菌優(yōu)勢生理小種致病力測定
2021年4月10日,于廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所里建科研基地播種桂農(nóng)科6號、清脆277、翠華和海加仕183苦瓜品種,種子播于50孔穴盤。4月28日,苦瓜苗生長至4葉1心時噴霧法接種白粉病菌,病原菌為南寧地區(qū)分離純化的生理小種1,每個材料接種50株,3次重復(fù)。接種后5、7和10d觀察發(fā)病情況,第12d統(tǒng)計病情指數(shù)。
1.2.5白粉病菌ITS序列比對分析和系統(tǒng)發(fā)育進化樹構(gòu)建白粉病菌DNA提取按照Biospin真菌基因組DNA提取試劑盒操作步驟進行??喙习追鄄【鶬TS序列采用真菌核糖體通用引物ITS1/TS4和ITS4/ITS5(表1)進行PCR擴增。PCR反應(yīng)體系40μL:DNA模板1μL(約30ng),2×Es Taq Master Mix20μL,上、下游引物(2μmol/L)各1μL,ddH?O補足至40μL。擴增程序:94℃預(yù)變性3min;94℃30s,56℃30s,72℃30s,進行35個循環(huán);72℃延伸5min。PCR產(chǎn)物經(jīng)純化后連入pMDM19-T載體,經(jīng)PCR驗證陽性克隆后送至廣州擎科生物技術(shù)有限公司進行測序。運用MEGA6.0對測序結(jié)果與從GenBank中下載的相關(guān)序列進行比對分析。通過MEGA6.0對8個廣西苦瓜產(chǎn)區(qū)的白粉病菌ITS1/ITS4序列進行系統(tǒng)發(fā)育進化樹構(gòu)建,采用最大似然估計法(Maximum likelihood estimation,MLE)進行數(shù)據(jù)分析,Bootstrap值為1000,建立模型為Tamura3-parameter model。
2結(jié)果與分析
2.1苦瓜白粉病病害及病原菌形態(tài)學(xué)觀察
白粉病菌主要危害苦瓜植株的葉片,發(fā)病初期在苦瓜葉片的正面和背面形成近圓形小粉斑,隨后逐漸擴大成邊緣不明顯的連片白粉斑,嚴(yán)重時白粉布滿整張葉片,葉片逐漸枯黃失去光合作用功能(圖1和圖2)。電子顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn),苦瓜白粉病菌無性世代的分生孢子均為橢圓形,無色,單胞,有發(fā)達(dá)的纖維體,長24.35~32.60μm,寬10.40~19.80μm。分生孢子串生于分生孢子梗上,呈長圓柱形,白粉病菌分生孢子個數(shù)不唯一,2~10個分生孢子串生呈念珠狀,長24.35~60.50μm,寬7.40~16.20μm(圖3)。8個苦瓜主產(chǎn)區(qū)的白粉病菌形態(tài)、大小無差異,分生孢子中均含有纖維狀體,纖維狀體盤狀、新月形。根據(jù)分生孢子和分生孢子梗的形態(tài)特征,初步鑒定廣西苦瓜白粉病菌為單囊殼白粉菌(S.fuliginea)。
2.2白粉病菌生理小種鑒定結(jié)果
對246份苦瓜白粉病菌菌株進行生理小種鑒定,鑒別寄主抗性評價標(biāo)準(zhǔn)見圖4。由表2可知,鑒別寄主PMR45、PMR5、MR1、PI124111、PI124112、PMR6、WMR29、Edisto47和PI414723對廣西南寧、桂林、北海、柳州、玉林、賀州和崇左7個苦瓜種植基地的苦瓜白粉病菌均表現(xiàn)為抗病,鑒別寄主Vedrantais、Nantais Oblong、Iran H和Topmark均表現(xiàn)為感病,與單囊殼白粉菌Race1(生理小種1)的抗感反應(yīng)類型一致。鑒別寄主PMR5、MR1、PI124111、PI124112、PMR6、WMR29、Edisto47和PI414723對貴港苦瓜種植基地的苦瓜白粉病菌均表現(xiàn)為抗病,鑒別寄主Iran H、Topmark、Vedrantais、PMR45和Nantais Oblong均表現(xiàn)為感病,屬于單囊殼白粉菌2France(生理小種2F)。
2016—2021年,廣西苦瓜白粉病菌鑒定發(fā)現(xiàn)單囊殼白粉菌生理小種1和2F兩個生理小種,其中生理小種1的平均分離頻率為95.72%,且呈逐年上升趨勢,生理小種1為廣西苦瓜白粉病菌的優(yōu)勢小種;2016—2019年,僅在廣西貴港苦瓜種植基地發(fā)現(xiàn)生理小種2F,平均分離頻率為4.29%,2020—2021年未檢測到生理小種2F,表現(xiàn)出逐年降低趨勢(表3)。
2.3廣西苦瓜白粉病菌優(yōu)勢生理小種致病力分析
在廣西苦瓜栽培品種桂農(nóng)科6號、清脆277、翠華和海加仕183上苗期人工接種測定白粉病菌優(yōu)勢生理小種的致病力強度。由表4可看出,2018—2021年,生理小種1對海加仕183的致病力最強,2021年的平均病情指數(shù)最高達(dá)71.54,生理小種1對桂農(nóng)科6號的致病力最弱,對清脆277的致病力介于二者之間。4個苦瓜品種的病情指數(shù)總體上呈逐年上升趨勢,生理小種1致病力強度呈上升趨勢,田間病害發(fā)生較嚴(yán)重。
2.4ITS序列分析結(jié)果
提取南寧、桂林和北海等廣西8個苦瓜產(chǎn)區(qū)共計51株苦瓜白粉病菌菌株的基因組DNA,用ITS特異性引物ITS1/ITS4和ITS4/ITS5進行PCR擴增,獲得苦瓜白粉病菌ITS序列長度約570bp(圖5)。挑取單克隆后測序結(jié)果顯示,8個苦瓜產(chǎn)區(qū)的白粉病菌通過ITSI/ITS4和ITS4/ITS5擴增獲得的ITS序列分別為563和587bp,除貴港外,其余7個地區(qū)的測序結(jié)果完全一致,每個地區(qū)的序列比對結(jié)果也無差異。將測序所得的ITS序列與GenBank中的其他同源序列進行比對,發(fā)現(xiàn)該序列與單囊殼白粉菌(P.xanthii)(序列號MT242593.1)的同源性為
99.82%。通過MEGA6.0對8個苦瓜主產(chǎn)區(qū)的8株白粉病菌ITS序列(ITS1/ITS4)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進化樹,結(jié)果(圖6)顯示,來源于不同作物同源性較高的ITS序列均為單囊殼白粉病菌ITS序列,共分成2個大支,4個亞支。本研究中廣西8個苦瓜種植基地的白粉病菌聚集在同一大支上,其中南寧、桂林、北海、柳州、玉林、賀州和崇左7個苦瓜種植基地的苦瓜白粉病菌聚集在同一分支上,進一步驗證了這7個苦瓜種植基地的苦瓜白粉病菌都是單囊殼白粉病菌,均屬于生理小種1的結(jié)果;貴港苦瓜種植基地的苦瓜白粉病菌與越南河內(nèi)苦瓜白粉病菌(登錄號KM260704.1)和越南河內(nèi)黃瓜白粉病菌(登錄號KM260715.1)的親緣關(guān)系較近,聚在另一分支上。結(jié)果表明廣西苦瓜白粉病菌的遺傳進化與地域有一定關(guān)系,但差異不明顯。
3討論
本研究對2016—2021年從廣西南寧、柳州、桂林、北海、玉林、賀州、崇左和貴港8個苦瓜種植基地采集的246份白粉病病原菌進行生理小種鑒定,通過顯微鏡觀察病菌分生孢子的形態(tài),均觀察到發(fā)達(dá)的纖維狀體,系統(tǒng)進化分析進一步證實廣西苦瓜的白粉病菌為單囊殼白粉菌,與國內(nèi)眾多研究結(jié)果一致(包海清等,2008;李蘋芳等,2015;張慧君等,2017;周萌萌等,2019;袁悅等,2022),在廣西未發(fā)現(xiàn)二孢白粉菌,可能與2種病原菌對溫度的喜好性差異引起的地理分布上的不同有關(guān)(Miazzi et al.,2011)。本研究對廣西不同地區(qū)8株苦瓜白粉病菌進行ITS基因遺傳進化分析,來源于不同作物同源性較高的ITS序列均為單囊殼白粉病菌ITS序列,共分成2個大支,4個亞支;來自廣西8個苦瓜種植基地的白粉病菌聚集在同一大支上,其中南寧、桂林、北海、柳州、玉林、賀州和崇左7個苦瓜種植基地的苦瓜白粉病菌聚集在同一分支上,進一步驗證了這7個苦瓜種植基地的苦瓜白粉病菌都是單囊殼白粉病菌,均屬于生理小種1的結(jié)果。貴港苦瓜種植基地的苦瓜白粉病菌與越南河內(nèi)苦瓜白粉病菌和越南河內(nèi)黃瓜白粉病菌的親緣關(guān)系較近,同屬于一個分支,表明廣西苦瓜白粉病菌的遺傳進化與地域有一定關(guān)系,但差異不明顯。周萌萌等(2019)發(fā)現(xiàn)白粉病菌的進化與地域沒有直接關(guān)系,而是與其自身小種進化有關(guān),本研究結(jié)果與之不一致,可能與采集地域范圍相對較集中有關(guān)。
本研究采用國際通用的白粉病菌生理小種鑒別寄主和鑒別標(biāo)準(zhǔn)體系對廣西苦瓜白粉病菌進行生理小種鑒定,發(fā)現(xiàn)廣西苦瓜白粉病菌屬于單囊殼白粉菌生理小種1和2F兩個生理小種,其中生理小種1的分離頻率從2016年的89.59%提高至2021年的100.00%,平均分離頻率為95.72%,并呈逐年上升趨勢。2016—2019年僅在貴港苦瓜種植基地發(fā)現(xiàn)生理小種2F,其中2019年的分離頻率為5.42%,之后連續(xù)2年(2020—2021)未檢測到生理小種2F。近6年來,生理小種1為廣西苦瓜白粉病菌的優(yōu)勢小種。導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因,一方面與廣西各個產(chǎn)區(qū)種植的苦瓜品種差異有關(guān),由于同種類型苦瓜品種長期種植,導(dǎo)致苦瓜白粉病菌的生理小種出現(xiàn)頻率上升;另一方面受不同氣候環(huán)境條件的影響,生理小種1與當(dāng)?shù)丨h(huán)境氣候條件的適合度較高,其發(fā)生的頻率高,生理小種2F與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候條件不適合,導(dǎo)致該生理小種出現(xiàn)頻率降低并消失。
本研究在4個廣西苦瓜栽培品種上人工苗期接種測定白粉病菌優(yōu)勢生理小種1的致病力強度,發(fā)現(xiàn)4個苦瓜品種的病情指數(shù)總體上呈逐年上升趨勢,生理小種1致病力強度呈上升趨勢,田間病害發(fā)生較嚴(yán)重。原因可能是高抗白粉病的品種較少,生產(chǎn)上主要通過噴施化學(xué)農(nóng)藥進行防治,由于化學(xué)農(nóng)藥的長期大量使用,苦瓜白粉病菌對不同類型的殺菌劑產(chǎn)生了抗藥性,導(dǎo)致防治效果不理想,出現(xiàn)病情指數(shù)逐年上升的情況。種植抗病品種,尋找最佳防治時期,精準(zhǔn)用藥是防治苦瓜白粉病最經(jīng)濟、有效的解決途徑。白粉病病原菌致病力會隨著氣候、種植結(jié)構(gòu)、栽培模式、品種抗性等原因引起致病力變化,白粉病菌生理小種眾多,分化演替快。為避免苦瓜白粉病發(fā)生流行的潛在危險,需長期監(jiān)測白粉病菌生理小種類型及其致病力,密切關(guān)注生理小種的分布變化。
4結(jié)論
導(dǎo)致廣西苦瓜白粉病的病原菌為單囊殼白粉菌,存在生理小種1和2F兩個生理小種,其中生理小種1為廣西苦瓜白粉病菌優(yōu)勢小種。廣西苦瓜白粉病菌株的遺傳進化與地域有一定關(guān)系,但差異不明顯。
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(責(zé)任編輯 麻小燕)