李淑平 张 伟 王新语 李 晶 张焕春*
(1山东省烟台市农业科学研究院,烟台 265500;2烟台大学生命科学学院,烟台 264005)
甜樱桃是我国北方种植经济效益最高的树种之一,我国从20世纪80年代开始引种栽培,目前全国栽培面积超过13.5万hm2。樱桃根颈腐烂病是樱桃生产中的一种致死病害,在樱桃的新老产区均有发生,严重影响樱桃的产量和品质。本研究在樱桃的主产区烟台,以患根颈腐烂病樱桃树为试材,对其病原菌进行分离、鉴定,以期为该病害的田间防治提供理论依据。
在山东烟台的蓬莱、福山区、牟平区等樱桃主产地,共8个采样点,选择樱桃根颈腐烂病树,切取病健交界的皮层和木质部组织,放入干净的采集袋内,带回实验室分离培养。
在超净台上,先切取较大病斑组织 (1 cm左右小块),置于70%乙醇中浸3~5 min,再将病斑组织移入0.1%HgCl2溶液中浸3~5 s,消毒后切取病斑组织中央部分,经灭菌水漂洗3次后,转移到PDA培养基上,放入生化培养箱,25℃培养。
利用改良CTAB法提取致病病菌DNA,采用ITS4 (5′-TCCT CCGCTTATTGATATGC-3′)和TTS5 (5′-GGAAGTAAAAGTCGTAAGAAG-3′)作为通用引物。按常规应体系50 μL:10×PCR buffer 5 μL,Taq 酶 1 μL,dNTP 1 μL,上游引物1 μL, 下游引物 1 μL,DNA 模板 1 μL,ddH2O 40 μL。 扩增条件:94 ℃预变形性 5 min;94 ℃变性 30 s,54 ℃退火 30 s,72 ℃延伸 1 min,共35个循环;最终72℃延伸10 min。
回收PCR产物,将目的片段连接到载体Pmd19-T Vector上,进行转化,挑选PCR检测为阳性的菌落,接种到Amp+LB液体培养基中,180 r/min 37℃摇菌过夜,按质粒提取试剂盒小量提取质粒。用pMD19-T载体引物M13(-47)和 M13(-48)双向测序,测序结果拼接,于 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/上 BLAST 比对。
供试植物为2年生美早樱桃苗,试验部位为根颈处,接种时间为6月份。先用灭菌棉棒蘸取灭菌水把试验部位擦净、晾干,再用75%酒精消毒、晾干。用缝衣针针刺需接种部位,1 cm2约刺10个孔。以5 mm打孔器在培养 3 d的供试菌株菌落边缘打取菌饼作为接种体。接种菌饼后,用灭菌棉球蘸无菌水覆盖接种部位,外缠保鲜膜保湿。对照处理不接种菌饼,其它步骤相同。用红色油漆笔标记接种部位。每个处理5株。保湿48 h后,拆除保鲜膜,接种部位用湿润的土覆盖,并经常检查确保湿润。2个月后观察发病情况。确定发病的植株,再采集病样进行分离、鉴定。与接种病菌分子鉴定结果相同的,确定为致病菌。
将烟台的8个樱桃根颈腐烂病发病地点采集到的病样经分离纯化,得到10个菌株,经致病性测定及分子鉴定,结果见表1。
表1 8个樱桃采样点病菌分离鉴定情况
有8个菌株可引起发病:1株撕裂蜡孔菌,1株赤球丛赤壳,1株粗毛栓菌属白腐菌,3株拟茎点霉属病菌,2株尖孢镰刀菌。另鉴定到木霉 菌 属 (Trichoderma album) 和 粪 壳 菌 纲(Sordariomycetes)各 1株,不能引起发病。
5种病菌在PDA培养条件下,均未产生孢子。25℃暗培养4 d,各菌落形态如图1。赤球丛赤壳菌落白色,菌丝绒毛状细密,均匀,菌落直径为3.8 cm。拟茎点霉属菌落白色,致密,菌落正面高低不平,菌落直径为7.8 cm。撕裂蜡孔菌菌落白色,菌丝稀疏,菌落直径为7.4 cm。粗毛栓菌属白腐菌,菌落白色,呈射轴状,疏密相间,菌落直径为6.5 cm。尖孢镰刀菌菌落正面白色,反面粉红色,菌丝绒毛状,细密均匀,菌落直径为3.9 cm。
图1 引起樱桃根颈腐烂病的病菌
在夏季高温多雨季节,樱桃接种病菌,1个月后可发现根颈部位有白色菌丝缠绕。刮开树皮,可见病菌由针刺部位侵染,围绕针刺点纵深发展。前期预备试验显示,如没有刺伤,接种病菌后1年仍未表现出病症,说明病菌主要从伤口侵入。
接种2个月后调查,对照只在针刺点形成褐色疤痕,周围腐烂状,但并不深入。接种病菌的树体,外表被白色菌丝缠绕,刮开树皮后,已分辨不出接种的针刺孔,病组织相连,和田间樱桃根颈腐烂病树症状相似。
图2 5种真菌在樱桃苗上的接种效果
樱桃根颈腐烂病在樱桃产区时有发生,轻者影响果实品质,严重的造成整株树死亡。根据多点采样分析及分子鉴定,确定有5种真菌可造成樱桃根颈腐烂,即尖孢镰刀菌、拟茎点霉属菌、粗毛栓菌属白腐菌、赤球丛赤壳和撕裂蜡孔菌。
拟茎点霉属和尖孢镰刀菌这两类病菌,在国内多有报道。拟茎点霉属是重要的植物病原,可引起溃疡、烂茎、果腐、叶枯、枝枯、根腐、树皮坏死等多种症状[1-2]。尖孢镰刀菌是一种世界性分布的病原真菌,寄主范围广泛,可引起100多种植物维管束萎蔫病害[3-4]。由本实验分离鉴定结果可知,引起樱桃根颈腐烂病的病菌中,8个发病点,有3个点分离到拟茎点霉属菌,占37.5%;2个点分离到尖孢镰刀菌,占25%。
吕劲峰等[5]在广东鸡蛋果上报道发现了赤球丛赤壳,称该病原菌主要侵害根、茎交界处,横切病茎可见木质部变褐,可引起大量植株迅速凋萎死亡。
关于粗毛栓菌属白腐菌的文章,大多为此菌在造纸中用来生物降解纤维的应用研究,Milenkovic M等[6]报道,此菌在埃塞俄比亚可引起泡桐衰退病。Jelena等[7]利用此菌来降解木质素。目前国内没有此菌引起病害的报道。
关于撕裂蜡孔菌,李淑平[8]前期发表的文章有所介绍。通过后续4种病菌的发现,说明引起樱桃根颈腐烂的病原不同,但发病症状相似。推测或许还有其它病菌可引起此病。而且,试验中发现,只有针刺接种,才可以导致发病,说明这几种病菌是通过伤口侵染,因此在樱桃的生产管理中,为防止根茎腐烂病的发生,要保护好根颈部位,尽量避免造成伤口。这也解释了为什么冬天冻害严重年份,翌年此病大爆发,是因为冻害造成了伤口,利于病菌的侵染。