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引起食用菌蛛网病的Cladobotryum 属3 种病原真菌的生物学特性研究*

2022-08-04兰玉菲唐丽娜李秀梅李晓颖

中国食用菌 2022年7期
关键词:氮源碳源蛛网

兰玉菲,唐丽娜,李秀梅,李晓颖,孔 怡**

(1.泰安市农业科学院,山东 泰安 271000;2.山东芝人堂药业有限公司,山东 泰安 271000)

蛛网病是由菌寄生属(Hypomyces) 真菌侵染引起的食用菌病害,该病可侵害多种食用菌,在欧洲、美洲和亚洲等地均已有报道[1-7]。近几年通过对食用菌病虫害发生情况调研发现,食用菌蛛网病在山东地区零星发生,但一旦发生会迅速蔓延,同时产生大量孢子,给菇农造成严重的损失。最初,于2014年在邹城双孢蘑菇(Agaricus bisponus) 工厂化厂房内发现类似蛛网病的病害,经柯赫氏法则验证及形态学和分子生物学鉴定,其致病病原菌无性型为Cladobotryum mycophilum、 有 性 型 为 Hypomyces odoratus,这也是首次在中国发现由该病原菌引起的双孢蘑菇蛛网病[8]。2017 年,在济宁市金乡县金针菇(Flammulina velutipes) 菇棚内发现金针菇蛛网病,通过分子鉴定并结合形态特征,鉴定病原菌为金黄菌寄生菌,其有性型为Hypomyces aurantius(Pers.) Fuckel、无性型为Cladobotryum varium Nees[9]。2019 年,在泰安市农业科学院羊肚菌(Morchella spp). 大棚中发现类似蛛网病的病害,通过分子鉴定并结合形态特征,鉴定其病原菌为Cladobotryum protrusum,首次向世界报道由C. protrusum 引起的羊肚菌蛛网病[10]。

基于前期对双孢蘑菇蛛网病病原菌C. mycophilum 的生物学特性进行初步研究[11],此次试验拟对引起食用菌蛛网病的Cladobotryum 属3 种病原真菌(C. mycophilum、C. varium 和C. protrusum) 的生物学特性进行比较和分析,以期为食用菌蛛网病的科学防治提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

供试菌株为前期研究中从山东省双孢蘑菇、金针菇和羊肚菌上分离、鉴定并保存的蛛网病病原菌C. mycophilum、C. varium 和C. protrusum。

1.2 基础培养基

基础培养基配方:葡萄糖20 g、蛋白胨10 g、磷酸二氢钾1 g、硫酸镁0.5 g、琼脂粉20 g,水定容至1 L。

1.3 病原菌在PDA 培养基上的培养特性和形态特征

将保存的病原菌分别接种到PDA 培养基上,于25 ℃恒温黑暗培养。采用划“十”字交叉法测量菌落直径,计算菌丝日生长速度,观察并记录初生菌丝颜色、菌落颜色变化、表面特征、色素产生情况等。利用BX41 显微成像系统[奥林巴斯(中国) 有限公司] 观察孢子形态和大小等,并拍照记录。

1.4 温度对菌丝生长的影响

将病原菌菌株在PDA 培养基上培养3 d~6 d,用打孔器取5 mm2菌落接种到PDA 平板上,分别置于15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃下黑暗培养,每个处理5 次重复。采用划“十”字交叉法测量菌落直径,计算菌丝日生长速度并进行方差分析。具体方法参照参考文献[11]。

1.5 碳源筛选

按照基础培养基的配方,分别用蔗糖、麦芽糖、乳糖、果糖替代葡萄糖。制成平板培养基后分别接入菌丝块,于25 ℃恒温、黑暗培养,每个处理5 个重复。数据测量和分析方法同1.4。

1.6 氮源筛选

按照基础培养基的配方,分别用牛肉膏、酵母膏、硫酸铵、硝酸铵代替蛋白胨。数据测量和试验方法同1.5。

1.7 病原菌菌丝致死温度的测定

参照参考文献[11]的方法,取培养好的新鲜菌丝分装于离心管中,水浴10 min,水浴温度分别设为35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃和60 ℃。无菌条件下将水浴处理的菌丝块移至PDA 平板培养基上,25 ℃黑暗培养,每个处理5 个重复。根据试验结果进一步按1 ℃梯度设计温度梯度,进行相同处理,确定菌丝的致死温度。

2 结果与分析

2.1 3 种病原真菌在PDA 培养基上的生长特性

将3 种病原真菌分别接种到PDA 平板上,25 ℃黑暗培养,观察其培养特性。Cladobotryum 属3 种病原真菌在培养过程中的菌落生长情况及颜色变化见图1。

由图1 可知,C. mycophilum 培养15 d 产生红色色素,C. varium 培养至35 d 也未产生色素,C. protrusum 培养7 d 即开始产生红色色素。如组图A 所示,PDA 培养基上C. mycophilum 菌落初期为白色,气生菌丝发达,而后逐渐变为淡黄色或粉红色,后期整个培养基变成红色;培养5 d~6 d 即可长满整个平板。如组图B 所示,PDA 培养基上C. varium 生长初期菌丝洁白浓密,菌落边缘整齐,后期有粉状分生孢子产生;该菌株不产生色素。如组图C 所示,C. protrusum 在PDA 培养基上培养3 d~4 d 即可长满直径为90 mm 的培养皿;菌落初期为白色,而后逐渐变为黄色,后期呈砖红色。

图1 3 种病原真菌的生长及色素产生情况Fig. 1 Growth and pigment production of three kinds of pathogenic fungi

Cladobotryum 属3 种病原真菌的微观观察形态特征记录结果见表1。

表1 3 种病原真菌的微观形态特征Tab.1 Micromorphological characteristics of three kinds of pathogenic fungi

如表1 所示,Cladobotryum 属3 种病原真菌的分生孢子形态和大小存在差异。C. mycophilum 的产孢细胞大小为(25~40) μm ×(4~6) μm,顶端略尖(2 μm~4 μm);分生孢子呈椭圆形或卵圆形,有时稍弯曲,大小为(16~24) μm×(6~8) μm,具有1~3 个分隔。C. varium 菌丝为有隔菌丝,在菌丝上形成分生孢子梗,分生孢子梗分枝并轮生,在小梗顶端形成分生孢子,分生孢子呈椭圆形,单细胞或双细胞,大小为(12.4~16.8) μm ×(6.4~8.6) μm,无色透明。C. protrusum 的产孢细胞为多细胞,顶端有突起;分生孢子椭圆形,大小为(20.8~25.6) μm×(5.6~7.8) μm,透明至淡绿色,具有0~1 个分隔。

2.2 温度对3 种病原真菌菌丝生长的影响

温度对Cladobotryum 属3 种病原真菌的菌丝生长影响结果见表2。

表2 不同温度对3 种病原真菌菌丝生长的影响Tab.2 Effect of temperature on the mycelial growth of three kinds of pathogenic fungi

由表2 可知,C. mycophilum 在15 ℃~30 ℃均能生长;25 ℃时菌丝生长速度最快,其次是20 ℃,35 ℃菌丝停止生长。C. varium 在20 ℃和25 ℃时菌丝生长最快,其次是15 ℃,30 ℃时菌丝停止生长。C. protrusum 在15 ℃~35 ℃均能生长;在25 ℃时菌丝生长速度最快,其次是20 ℃和30 ℃,35 ℃时菌丝停止生长。因此,C. mycophilum 和C. protrusum生长最适温度为25 ℃,C. varium 生长最适温度为20 ℃~25 ℃。

2.3 不同碳源对3 种病原真菌菌丝生长的影响

不同碳源对Cladobotryum 属3 种病原真菌的菌丝生长影响结果见表3。

表3 碳源对3 种病原真菌菌丝生长的影响Tab.3 Effect of carbon source on the mycelial growth of three kinds of pathogenic fungi

由表3 可知,Cladobotryum 属3 种病原真菌在供试的5 种碳源培养基上均能生长。C. mycophilum菌丝在以乳糖、蔗糖和果糖为碳源的培养基上生长较快,且差异不显著,其次是葡萄糖和麦芽糖;但在以乳糖为碳源的培养基上较稀疏,以其他4种碳源培养基上菌丝浓密,长势好;因此C. mycophilum 最适碳源为蔗糖。C. varium 菌丝在以麦芽糖为碳源的培养基上生长最快,长势好,且与其他4 种碳源条件下的菌丝生长速度差异显著;因此C. varium 最适碳源为麦芽糖。C. protrusum 菌丝在以乳糖为碳源的培养基上生长最快,但长势稀疏;其次是果糖、葡萄糖、蔗糖和麦芽糖,且4种碳源差异不显著;但在以葡萄糖为碳源的培养基上生长较稀疏;因此C. protrusum 最适碳源为果糖、蔗糖和麦芽糖。

2.4 不同氮源对3 种病原真菌菌丝生长的影响

不同氮源对Cladobotryum 属3 种病原真菌的菌丝生长影响结果见表4。

表4 氮源对3 种病原真菌菌丝生长的影响Tab.4 Effect of nitrogen source on mycelial growth of three kinds of pathogenic fungi

由表4 可知,Cladobotryum 属3 种病原真菌在供试的5 种氮源培养基上均能生长。C. mycophilum菌丝在以蛋白胨和牛肉膏为氮源的培养基上生长最快,二者差异不显著,且长势好;其次是酵母膏;在以硫酸铵和硝酸铵为氮源的培养基上生长最慢;因此C. mycophilum 最适氮源为蛋白胨和牛肉膏。C. varium 菌丝在以酵母膏为氮源的培养基上生长最快,且长势好;其次是牛肉膏、硝酸铵和蛋白胨;在以硫酸铵为氮源的培养基上生长最慢;因此C.varium 最适氮源为酵母膏。C. protrusum 菌丝在以酵母膏为氮源的培养基上生长最快,且长势好;其次是牛肉膏和蛋白胨;在以硝酸铵为氮源的培养基上生长最慢,因此C. protrusum 最适氮源为酵母膏。

2.5 3 种病原真菌菌丝致死温度

C. varium 和C. protrusum 的菌丝在35 ℃~45 ℃水浴处理10 min 后仍可在PDA 培养基上继续生长,当温度高于50 ℃后均不能生长,进而在45 ℃~50 ℃范围内按1 ℃梯度设计6 个温度梯度进行处理。试验发现C. varium 菌丝在46 ℃~50 ℃水浴处理后均不能再生长,由此确定其菌丝的致死温度为46 ℃;C.protrusum 菌丝在48 ℃、49 ℃和50 ℃水浴处理后不能生长,由此确定其菌丝的致死温度为48 ℃。前期研究中利用同样方法确定了C. mycophilum 菌丝的致死温度为49 ℃[11]。综合分析表明3 种病原真菌的菌丝致死温度存在差异,相比较C. mycophilum 和C.protrusum 更耐高温。

3 小结

通过对引起食用菌蛛网病的Cladobotryum 属3种病原真菌(C. mycophilum、C. varium 和C. protrusum) 的生物学特性进行比较和分析,发现3 种病原真菌在PDA 培养基上的培养特性和形态特征存在差异。C. protrusum 菌丝生长最快;C. mycophilum 和C. protrusum 培养后期均产生红色色素,C. varium 培养至35 d 仍未观察到有色素产生;C. mycophilum 和C. protrusum 生长最适温度为25 ℃,C. varium 生长最适温度范围为20 ℃~25 ℃;C. mycophilum 菌丝致死温度为49 ℃,C. varium 菌丝的致死温度为46 ℃,C. protrusum 菌丝的致死温度为48 ℃。此外,研究结果表明C. mycophilum 的最适碳源为蔗糖,最适氮源为蛋白胨和牛肉膏;C. varium 最适碳源为麦芽糖,最适氮源为酵母膏;C. protrusum 适宜生长的碳源为果糖、蔗糖和麦芽糖,最适氮源为酵母膏。研究结果能够为深入研究蛛网病在食用菌中的发生规律、流行动态及综合防治提供理论参考。

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