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禾生指葡孢霉生物学特性及室内药剂筛选

2017-03-01王三喜何苏琴荆卓琼文朝慧

麦类作物学报 2017年2期
关键词:产孢菌落平板

王三喜,何苏琴,荆卓琼,文朝慧

( 1.甘南州农业科学研究所,甘肃合作 747000; 2.甘肃省农业科学院植物保护研究所,甘肃兰州 730070; 3.甘肃出入境检验检疫局,甘肃兰州 730020)

禾生指葡孢霉生物学特性及室内药剂筛选

王三喜1,何苏琴2,荆卓琼2,文朝慧3

( 1.甘南州农业科学研究所,甘肃合作 747000; 2.甘肃省农业科学院植物保护研究所,甘肃兰州 730070; 3.甘肃出入境检验检疫局,甘肃兰州 730020)

为了给青稞和燕麦鞘腐病的科学防治提供技术支持,对其病原菌-禾生指葡孢霉的生长温度、适宜培养基种类、适宜pH值、存活时间等生物学特性进行了研究,并选取麦类作物上常用的8种杀菌剂进行了室内药剂筛选。结果表明,禾生指葡孢霉在5~30 ℃下可生长,适宜生长温度为20~25 ℃;在PSA、PDA、CA、CMA和OMA培养基平板上均可生长、产孢,适宜病菌生长、产孢的培养基为PDA和PSA;在pH值为4~10的PDA平板上均可生长、产孢,适宜生长的pH值为6~10;在5~10 ℃冷藏条件下,禾生指葡孢霉存活时间超过5 a。在试验浓度(推荐剂量)下,8种杀菌剂对禾生指葡孢霉菌丝生长均具有不同程度的抑制效果,其中50%多菌灵可湿性粉剂(500×)、70%代森锰锌可湿性粉剂(500×)、430 g·L-1戊唑醇悬浮剂(5 000×,8 000×)和400 g·L-1氟硅唑乳油(5 000×,10 000×)的抑菌效果达100%。

禾生指葡孢霉;生物学特性;杀菌剂;鞘腐病

鞘腐病是近年来发生在甘肃省及相邻的高海拔地区(海拔2 400~3 200 m)栽培青稞、燕麦和野燕麦上的新病害,一般田块零星发生,重病田病穗率达 20%~30%,其病原为无性型真菌中一未描述的丛梗丝孢菌新种,被定名为禾生指葡孢霉(Dactylobotyrsgraminicola)[1-2]。本研究旨在通过对禾生指葡孢霉适宜生长温度、培养基种类、酸碱度及存活时间等生物学特性的研究和室内药剂筛选,为青稞和燕麦鞘腐病的科学防治提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试菌株Gan-1131(模式菌株)和Gan-333(副模式菌株)由本项目组分离并保存。

试验用杀菌剂种类及使用浓度见表1。

表1 杀菌剂种类及使用浓度Table 1 Varieties and testing concentrations of fungicides

1.2 试验方法

1.2.1 禾生指葡孢霉生长对温度的敏感性试验

菌株Gan-1131和 Gan-333在PSA (马铃薯200 g,蔗糖15 g,琼脂粉12 g,自来水1 000 mL) 平板上15 ℃黑暗培养6 d后,自菌落边缘取直径5 mm菌饼,接种于 PSA 平板中央,分别于5、10、15、20、25、30和35 ℃恒温黑暗培养,重复3皿。培养4 d后用十字交叉法测量菌落直径。

1.2.2 禾生指葡孢霉生长和产孢对培养基的敏感性试验

菌株Gan-1131在PDA(马铃薯200 g,葡萄糖20 g,琼脂粉12 g,自来水1 000 mL)平板上20 ℃黑暗培养4 d后,自菌落边缘取直径5 mm菌饼,分别接种于PSA、PDA、CA(查氏琼脂Czapek agar:NaNO33 g,K2HPO41 g,KCl 0.5 g,MgSO4·7H2O 0.5 g,FeSO4·7H2O 0.01 g,蔗糖30 g,琼脂粉12 g,蒸馏水加至1 000 mL)、CMA(玉米粉20 g,琼脂粉12 g,蒸馏水1 000 mL)和OMA(燕麦片20 g,琼脂粉12 g,蒸馏水1 000 mL) 平板中央,20 ℃恒温黑暗培养,重复3皿。培养4 d后用十字交叉法测量菌落直径。培养7~10 d后观察不同培养基上的菌落形态和产孢情况。

1.2.3 禾生指葡孢霉生长对培养基pH值的敏感性试验

菌株Gan-1131在PDA 平板上20 ℃黑暗培养6 d后,自菌落边缘取直径5 mm菌饼,接种于pH值分别为4、5、6、7、8、9和10(以1 mol·L-1HCl和1 mol·L-1NaOH调整培养基pH值)的PDA 平板中央,20 ℃恒温黑暗培养,重复5皿。培养4 d后用十字交叉法测量菌落直径。培养10 d 后观察产孢情况。

1.2.4 禾生指葡孢霉存活时间试验

菌株Gan-1131和 Gan-333在PSA 试管斜面上(聚丙烯薄膜为封口膜)20~25 ℃黑暗培养7 d后,置5~10 ℃冷藏柜中保存,每菌株保存2管。每6个月从试管中挑出少许培养物移植于新鲜的PDA平板上,20~25 ℃活化培养,确定菌株存活时间。

1.2.5 禾生指葡孢霉室内药剂筛选

采用含药平板法进行药剂筛选试验,试验浓度采用推荐剂量。当灭菌培养基温度降至55 ℃时,在PDA培养基中分别加入8种供试药剂,配制成不同浓度的含药平板,以不加药的PDA培养基为对照,每处理重复3皿。试验菌株Gan-1131在PDA平板上25 ℃培养5~7 d,在菌落边缘取直径5 mm菌饼,接种到含药平板中央,置25 ℃恒温培养箱中培养,4 d后采用十字交叉法测量菌落直径,计算抑菌效果;培养至第15天,观察各处理药剂的持效期;对于在含药平板上不生长的各处理,以相同的方法再重复做一次,培养4 d后,将各处理平板上未生长的菌饼转至新鲜的PDA平板上,25 ℃培养5 d,观察菌饼可否恢复生长,并测量菌落直径。

抑菌效果=(对照菌落直径-处理菌落直径)/对照菌落直径×100%

2 结果与分析

2.1 温度对禾生指葡孢霉生长的影响

由图1可知,PSA平板上黑暗培养4 d后,供试菌株在5~30 ℃均可生长,适宜生长温度为20~25 ℃。35 ℃培养4 d未生长之菌转放至25 ℃,3 d后均可恢复生长。

图1 温度对禾生指葡孢霉生长的影响

2.2 培养基对禾生指葡孢霉生长和产孢状况的影响

由表2、图2 A~E可知,菌株Gan-1131在供试的5种培养基上20 ℃黑暗培养10 d均可生长并产孢;在PDA和PSA平板上生长速度显著快于其他3种平板,且产孢量大。

2.3 培养基pH值对禾生指葡孢霉生长的影响

由表3可知,菌株Gan-1131在pH 4~10的PDA 平板上20 ℃培养均可生长和产孢,在pH 6~10 的PDA 平板上均可较好生长,pH值为7时菌落直径显著大于其他处理。

2.4 禾生指葡孢霉的存活时间

菌株Gan-1131和 Gan-333在PSA 试管斜面于5~10 ℃冷藏柜中保存5 a仍然存活。菌株Gan-1131保存4 a后仍保持原始分离物的菌落形态特征;保存5 a后,在20 ℃培养,保持原始分离物的形态特征,在25 ℃培养,菌落表现不规则,培养基内菌丝黄褐化,但将25 ℃培养5~7 d的培养物重新转接至PDA或PSA平板上,置20 ℃培养,菌落可恢复原有生长状态。菌株Gan-333在保存1 a后即表现出不可逆的菌丝生长速度减慢、菌落不规则和菌丝黄褐化等衰退特征。具体见图2 F~O。

2.5 杀菌剂对禾生指葡孢霉菌丝生长的抑制效果

在本试验浓度下,8种杀菌剂对禾生指葡孢霉菌丝生长均具有不同程度的抑制作用,其中,50%多菌灵可湿性粉剂(500×)、70%代森锰锌可湿性粉剂(500×)、430 g·L-1戊唑醇悬浮剂(5 000×,8 000×)和400 g·L-1氟硅唑乳油(5 000×,10 000×)的抑菌效果达100%,且持效期在15 d以上(表4、图2 P~R)。

表2 培养基对禾生指葡孢霉生长和产孢的影响Table 2 Effect of cultural media on hyphal growth and spore production of Dactylobotrys graminicola

同列数据后的不同字母表示差异在0.01水平显著。下表同。

Different letters following data in the same column indicate significant difference at 0.01 level.The same below.

将含药平板上不生长的各处理菌饼转至新鲜的PDA平板上,25 ℃培养5 d,除70%代森锰锌可湿性粉剂500×处理菌饼有2/3的不能恢复生长外,其余处理的所有菌饼均可恢复生长,50%多菌灵可湿性粉剂500×、70%代森锰锌可湿性粉剂500×、430 g·L-1戊唑醇悬浮剂5 000×、430 g·L-1戊唑醇悬浮剂8 000×、400 g·L-1氟硅唑乳油5 000×和400 g·L-1氟硅唑乳油10 000×处理后,菌饼在PDA平板上的平均菌落直径分别为40.33、49.00、6.33、11.33、5.33和6.00 mm。

表3 培养基酸碱度对禾生指葡孢霉菌丝生长的影响Table 3 Effect of pH of the media on mycelial growth of Dactylobotrys graminicola

表4 不同种类杀菌剂对禾生指葡孢霉菌丝生长的抑制效果Table 4 Inhibition effect of various fungicides on mycelial growth of Dactylobotrys graminicola

A~I:菌株Gan-1131保存5 a后再培养的菌落形态;A:PDA 20 ℃培养7 d;B:PSA 20 ℃培养7 d;C:OMA 20 ℃培养10 d;D:CMA 20 ℃培养10 d;E:CA 20 ℃培养10 d;F~I:PDA 25 ℃培养10 d;J:菌株Gan-1131分离株PSA 25 ℃培养7 d;K~N:菌株Gan-333保存1 a后再培养的菌落形态;K和L:PDA 20 ℃培养25 d;M和N:PDA 25 ℃培养25 d;O:菌株Gan-333分离株PSA 25 ℃培养7 d;P~R:不同种类杀菌剂对菌株Gan-1131的抑制效果,25 ℃培养15 d,培养皿内径85 mm。图中,J和O引自参考文献[2]。

A-I:Colony morphology of Gan-1131 stored for 5 a;A:Cultured for 7 d at 20 ℃ on PDA; B:Cultured for 7 d at 20 ℃ on PSA; C:Cultured for 10 d at 20 ℃ on OMA; D:Cultured for 10 d at 20 ℃ on CMA; E:Cultured for 10 d at 20 ℃ on CA; F-I:Cultured for 10 d at 25 ℃ on PDA;J:Original morphological characters of strain Gan-1131 cultured for 7 d at 25 ℃ on PSA;K-N:Colony morphology of Gan-333 stored for 1 a;K and L:Cultured for 25 d at 20 ℃ on PDA; M and N:Cultured for 25 d at 25 ℃ on PDA;O:Original morphological characters of Gan-333 cultured for 7 d at 25 ℃ on PSA;P-R:Inhibition effect of various fungicides on strain Gan-1131 cultured for 15 d at 25 ℃ with culture dish inner diameter 85 mm.Fig. 2-J and Fig. 2-O were cited from reference [2].

图2 禾生指葡孢霉菌落形态变化及不同种类杀菌剂的抑菌效果

Fig.2 Variations of colony morphology ofDactylobotrysgraminicolaand inhibition effect of various fungicides

3 讨 论

禾生指葡孢霉生长温度范围广(5~30 ℃),对基质及酸碱度的要求低(在多种培养基及pH 6~10的PDA 平板上可较好地生长、产孢),离体存活时间长(在PSA斜面上5~10 ℃下的存活时间超过5 a),这些特性非常有利于这种病菌在高海拔、冷凉地区的自然生态条件下长期存活,但其初侵染源及在自然条件下存活情况还有待于今后更进一步的试验研究。

多菌灵、代森锰锌、戊唑醇和氟硅唑均为广谱性杀菌剂,对大麦和燕麦的多种病原真菌有抑制作用,广泛用于镰刀菌穗腐病、黑穗病、叶斑病、锈病、根腐病等病害的防治[3-10]。

室内药剂筛选试验结果显示,50%多菌灵可湿性粉剂、70%代森锰锌可湿性粉剂、430 g·L-1戊唑醇悬浮剂和400 g·L-1氟硅唑乳油在试验浓度下,对禾生指葡孢霉菌丝生长的抑制效果达100%。自含代森锰锌的平板上移出的病菌,有2/3的菌饼不能恢复生长,说明保护性杀菌剂代森锰锌可部分地杀死禾生指葡孢霉菌。自含氟硅唑和戊唑醇平板上移出的病菌,其恢复生长的能力弱于从含多菌灵平板上移出的病菌,说明氟硅唑和戊唑醇对此种病菌的抑制力强于多菌灵。

依据室内药剂筛选试验结果,多菌灵、代森锰锌、戊唑醇和氟硅唑可作为青稞和燕麦鞘腐病田间防治的试验药剂。根据不同地区青稞和燕麦的主要病害种类,选择合适的药剂和施药方式,可起到兼防兼治多种病害的效果。

本研究中,除病菌适宜生长温度是利用原始分离菌进行试验外,其余试验均是利用保存1~5 a的菌株进行的试验,而菌株Gan-333在保存1 a后即表现出不可逆的菌丝生长速度减慢、菌落不规则和菌丝黄褐化等衰退特征,故后续的适宜培养基种类、病菌适宜生长酸碱度等生物学特性研究和室内药剂筛选试验只选用了菌株Gan-1131。关于菌株衰退原因还有待更进一步研究。

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Biological Characteristics ofDactylobotrysgraminicolaand Fungicides Screening TestinVitro

WANG Sanxi1,HE Suqin2,JING Zhuoqiong2,WEN Zhaohui3

(1.Institute of Agricultural Sciences of Gannan Area,Hezuo,Gansu 747000,China; 2.Institute of Plant Protection,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou,Gansu 730070,China; 3.Gansu Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau,Lanzhou,Gansu 730020,China)

Sheath rot of hulless barley and oats,caused byDactylobotrysgraminicola,is a new disease in the highlands of Gansu province and the neighboring region in recent years. In order to providing technical support for the disease controlling,biological characteristics(cardinal temperatures,proper medium,optimum pH value,survival time,etc.) and fungicides screening ofDactylobotrysgraminicolainvitrowere investigated. The fungal cardinal growth temperatures were evaluated by temperature gradients method. The proper medium and pH value were evaluated by hyphae growth and condia production situation on different culture medium plates and on pH 4 to 10 PDA plates,respectively. The fungal survival time was assessed by determination of the survival situation of preserved strains on a regular basis(every six months) and fungicides amendment(medicated plate method) were assessed for inhibitory effect onDactylobotrysgraminicolainvitrowith eight different fungicides. The results showed thatDactylobotrysgraminicolacan grow at 5 to 30 ℃,the optimal growth temperature is 20~25 ℃. The fungus can grow and sporulate on PSA,PDA,CA,CMA and OMA plates,of which PDA and PSA are more suitable for the fungal growth and sporulation. The fungus can grow and sporulate on PDA plate with pH value 4 to 10,and suitable pH value ranges from 6 to 10. Survival time ofDactylobotrysgraminicolawas longer than 5 a at 5 to 10 ℃. Under test concentrations(recommended dose),all eight fungicides could inhibit the mycelial growth ofDactylobotrysgraminicola,of which carbendazim 50% WP(500×),mancozeb 70% WP(500×),tebuconazole 430 g·L-1SC(5 000×,8 000×) and flusilazole 400 g·L-1EC(5 000×,10 000×) made inhibitory effects up to 100%.

Dactylobotrysgraminicola; Biological characteristics; Fungicides; Sheath rot

时间:2017-01-16

2016-06-01

2016-06-09

国家燕麦荞麦产业技术体系建设专项(CARS-08-C-1)

E-mail:466024948@qq.com

何苏琴(E-mail:gshesuqin@sina.com)

S43

A

1009-1041(2017)02-0281-06

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170116.1835.036.html

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