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草莓种苗根腐病病原菌鉴定及对14种杀菌剂的敏感性

2022-02-08姜莉莉延义琳宗晓娟王晓芳田中一久武冲

山东农业科学 2022年12期
关键词:孢菌原药根腐病

姜莉莉,延义琳,宗晓娟,王晓芳,田中一久,武冲

(1.山东省果树研究所/山东省现代设施果树技术创新中心,山东 泰安 271000;2.金乡县高河街道办事处,山东 金乡 272212)

草莓(Fragaria ananassaDuch.)为蔷薇科草莓属宿根性多年生草本植物。其果实汁多味美、营养丰富,深受消费者喜爱,素有“水果皇后”的美誉。我国草莓种植面积和产量均位居世界首位,其中山东、河北、辽宁、江苏和四川是我国主要草莓产地[1]。在我国北方,草莓以设施栽培为主,高湿和连作易导致多种病害发生,严重影响草莓产业发展。根腐病是危害草莓的重要根部病害之一,属于典型的土传病害,防治难度较大。草莓根腐病具有较强的潜伏特性,症状一旦发生则蔓延迅速,导致草莓植株大面积死亡[2]。

生产上草莓主要通过种苗抽生匍匐茎苗进行无性繁殖[3]。种苗繁育是草莓生产的关键环节之一。种苗的健壮与否直接决定了草莓生产苗繁育数量,以及后期草莓的生长、产量和品质[4]。目前,对于草莓病害的研究多集中在生产阶段,关于种苗病害的研究报道较少。草莓种苗根腐病的发生直接影响草莓生产苗品质,进而影响定植后收益。

本研究从山东省沂源县采集‘章姬’草莓种苗根腐病病苗,对根腐病病原菌进行分离、纯化和菌种鉴定,同时评价其对14种常用杀菌剂的敏感性,以期为草莓种苗安全生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试感病植株

2022年3月1日,在山东省沂源县某草莓种苗繁育基地选取穴盘种苗30株,品种为‘章姬’。

1.2 供试药剂

95%氟硅唑原药、96%啶酰菌胺原药、95%咯菌腈原药,山东潍坊润丰化工股份有限公司;95%丙硫菌唑原药,山东海利尔化工有限公司;97%氟环唑原药、98%咪鲜胺原药、95%叶菌唑原药,安道麦辉丰(江苏)有限公司;98%氟醚菌酰胺原药、94%腈菌唑原药、96%嘧菌酯原药、98%肟菌酯原药、98%吡唑醚菌酯原药、95%己唑醇原药、97%苯醚甲环唑原药,山东省联合农药工业有限公司。

氟硅唑原药以环己酮溶解,其余13种原药以丙酮溶解,制备浓度为10×104mg/L的母液,于4℃保存备用。

1.3 病原菌的分离、纯化

采用病组织分离法[5]:将草莓种苗根部以无菌手术刀纵向剖开,切取病健交界组织(图1),75%乙醇消毒10~15 s,无菌水冲洗3次。无菌滤纸吸干水分后,接种于PDA培养基平板上,25℃黑暗培养3 d。待菌落形成后,挑取边缘菌丝,接种于新的PDA培养基平板,进行菌株纯化。

图1 草莓种苗根腐病病部

根据柯赫氏法则[6],将在PDA培养基上培养7 d的菌株连带培养基一同接种至‘章姬’草莓穴盘种苗茎基部,以无菌水处理为对照。进行常规管理,观察植株发病症状。

1.4 病原菌鉴定

取培养7 d的根腐病菌菌丝0.1 g,采用CTAB法提取基因组DNA,以ITS引物(ITS1/ITS4)进行PCR扩增。扩增产物经琼脂糖凝胶电泳检测、回收、纯化后,送生工生物工程(上海)股份有限公司测序。测得序列与NCBI数据库中的序列进行BLAST比对,并采用MEGA 5.0软件构建系统发育树[7]。

1.5 室内毒力测定

采用生长速率法进行14种杀菌剂对草莓种苗根腐病菌的室内毒力测定。

在预试验的基础上,对供试药剂母液进行梯度稀释。咯菌腈的试验浓度为0.025、0.050、0.100、0.250、0.500 mg/L,咪鲜胺的试验浓度为0.100、0.250、0.500、1.000、2.500 mg/L,其余药剂的试验浓度均为0.500、1.000、2.500、5.000、10.000 mg/L。

在超净工作台上,取1.0 mL各浓度药液于49mL灭菌后冷却至50~60℃的PDA培养基中,混匀后制备3个含药平板。待平板完全凝固后,以直径7 mm打孔器在菌落边缘打取菌饼,倒置接种于PDA平板中央,以无菌水处理为对照。25℃黑暗培养,待对照菌落长至培养皿1/2~2/3时,以十字交叉法测定各处理菌落直径。按照如下公式计算各浓度药剂处理的菌丝生长抑制率(%)。

抑制率(%)=(对照菌落直径-处理菌落直径)/(对照菌落直径-菌饼直径)×100。

采用SPSS 18.0软件计算各药剂的菌丝生长EC50值和95%置信限。以抑菌活性最低药剂的EC50值为基准,计算各药剂的相对毒力指数。

2 结果与分析

2.1 草莓种苗根腐病病原菌分离

从草莓种苗病根髓心部位共分离得到12株真菌,根据菌落形态合并为5类,数量分别为7、2、1、1、1株,对其中菌落形态相同且数量占绝对优势的菌株(GF-1)进行后续试验,纯化后在PDA培养基平板生长的菌落形态如图2所示。菌落呈白色棉絮状,较厚实,有同心轮纹。菌丝生长速度中等,7 d左右菌落直径可至9 cm。后期产生褐色至黑色颗粒状分生孢子角,培养时间越长,分生孢子角越多。与温浩等[8]报道的草莓新拟盘多毛孢菌菌落形态相似。

图2 草莓种苗根腐病病原菌GF-1菌落形态

将纯化后的病原菌回接至‘章姬’草莓穴盘种苗上,14 d后叶片变红、植株长势弱(图3),与原始症状相同。

图3 草莓种苗根腐病菌GF-1回接症状

2.2 草莓种苗根腐病病原菌分子生物学鉴定

采用ITS通用引物ITS1/ITS4对GF-1菌株DNA进行PCR扩增,得到长度为543 bp的DNA序列。将其在NCBI数据库进行BLAST比对,发现其与类拟盘多毛孢菌(Neopestalotiopsis)同源性最高,采用MEGA 5.0构建ITS序列系统发育树(图4),发现其与Neopestalotiopsis mesopotamica(类拟盘多毛孢菌)聚在一枝。该菌株最早于1969年发现于伊拉克境内的土耳其松[9],在草莓植株上为首次报道。

图4 草莓种苗根腐病菌ITS序列系统发育树

2.3 14种杀菌剂对草莓种苗根腐病菌菌丝生长的抑制率

由表1可以看出,咯菌腈对草莓根腐病菌的抑制活性最高,浓度为0.025~0.500 mg/L时,抑制率为22.21%~93.49%;其次为吡唑醚菌酯和苯醚甲环唑,浓度为0.500~10.000 mg/L时,抑制率分别为29.82%~96.95%和23.94%~89.00%。咪鲜胺浓度为0.100~2.500 mg/L时,抑制率为30.83%~75.18%。浓度为0.500~10.000 mg/L时,氟硅唑和氟环唑的抑制率分别为16.44%~92.01%和8.90%~89.29%;氟醚菌酰胺、叶菌唑和己唑醇的抑制率分别为17.84%~73.60%、13.56%~78.75%和11.70%~73.31%;丙硫菌唑、啶酰菌胺、肟菌酯、嘧菌酯和腈菌唑的抑制率分别为24.06%~63.63%、10.39%~70.31%、13.19%~68.41%、15.56%~65.24%和7.01%~71.58%。

表1 14种杀菌剂对草莓种苗根腐病菌菌丝生长的抑制率

表1(续)

2.4 14种杀菌剂对类拟盘多毛孢菌的室内毒力

由表2可以看出,在14种供试杀菌剂中,腈菌唑对类拟盘多毛孢菌菌丝生长的室内毒力最低,EC50值为4.549 mg/L。以其为基准,计算其它药剂的相对毒力指数,咯菌腈对草莓种苗类拟盘多毛孢菌的室内毒力最高,EC50值仅为0.070 mg/L,较腈菌唑的相对毒力指数为64.986。吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑、咪鲜胺和氟硅唑的室内毒力也较高,EC50值分别为1.009、1.499、1.606、1.797 mg/L,相对毒力指数分别为4.508、3.035、2.833和2.531。氟环唑、氟醚菌酰胺、叶菌唑和己唑醇的EC50值分别为2.457、2.719、2.874、3.268 mg/L,相对毒力指数分别为1.851、1.673、1.583和1.392。丙硫菌唑、啶酰菌胺、肟菌酯和嘧菌酯对类拟盘多毛孢菌的室内毒力相对较低,EC50值分别为3.794、4.013、4.407、4.514 mg/L,相对毒力指数分别为1.199、1.134、1.032和1.008。

表2 14种杀菌剂对类拟盘多毛孢菌菌丝生长的室内毒力

3 讨论与结论

草莓种苗繁育高峰期主要集中在5—8月,高温多雨极易引起病害蔓延。草莓根腐病是由土传病原真菌侵染引起的重要根部病害之一[10]。本研究从‘章姬’草莓种苗根腐病病根髓心部位分离得到多株病原菌,经形态学和分子生物学鉴定,该病原菌为类拟盘多毛孢菌(Neopestalotiopsis mesopotamica)。

类拟盘多毛孢菌的寄主范围较广,可侵染月季、牛油果、碧根果等。侵染草莓可引起红叶病,发病初期叶片为红色,后期整株萎蔫、死亡,对‘甜查理’等品种的危害尤其严重[11]。近年来,该属病原菌危害草莓的报道逐渐增多,可引起草莓叶斑病、根腐病、茎腐病等多种病害[12,13],但在‘章姬’种苗上为首次报道。

目前,化学杀菌剂仍是防治草莓病害的主要手段。然而,《中国农药信息网》显示,防治草莓根腐病的产品仅包括熏蒸剂棉隆和生防菌剂,尚无获得登记的化学药剂。本研究选取14种常用化学杀菌剂,对分离得到的类拟盘多毛孢菌进行室内毒力测定,发现咯菌腈的抑菌活性最高,EC50值仅为0.070 mg/L,较腈菌唑的相对毒力指数为64.986;吡唑醚菌酯、苯醚甲环唑、咪鲜胺和氟硅唑的室内毒力也较高,EC50值分别为1.009、1.499、1.606、1.797 mg/L。

咯菌腈属于苯吡咯类杀菌剂,为假单胞菌代谢产物硝吡咯菌素的类似物,其杀菌谱较广,但不具有内吸性[14]。吡唑醚菌酯为甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,通过阻碍真菌线粒体呼吸而抑制病原菌孢子萌发和菌丝生长[15]。苯醚甲环唑和氟硅唑均为三唑类杀菌剂,具有保护、治疗和内吸活性。其中,苯醚甲环唑通过干扰病原菌细胞C14脱甲基化作用、抑制病原菌麦角甾醇的生物合成、破坏细胞膜的生理作用从而导致真菌死亡[16];氟硅唑具有较强的渗透性[17]。生产上,上述药剂均可用于草莓种苗根腐病的防治,但需合理轮用和混用,以延缓抗药性的产生。

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