苦瓜枯萎病菌的生物學(xué)特性研究

摘要 對(duì)尖鐮孢苦瓜專(zhuān)化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae SunHuang)的生物學(xué)特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明，苦瓜枯萎病孢子在蒸餾水中萌發(fā)率僅為5％左右，在葡萄糖、蔗糖等溶液中提高到19％，而在苦瓜植株煎汁中可達(dá)到96％～100％，這說(shuō)明孢子萌發(fā)，營(yíng)養(yǎng)條件是主要因素。菌絲生長(zhǎng)的最適溫度為28～30℃，產(chǎn)孢的最適溫度為28℃。該菌在pH2.3～11.3的范圍內(nèi)都能生長(zhǎng)，最適pH6.3。全光照條件下生長(zhǎng)最好，全黑暗的條件下長(zhǎng)得最慢。菌絲生長(zhǎng)最適碳源是可溶性淀粉，最適氮源是蛋白胨。

關(guān)鍵詞 苦瓜枯萎病；尖鐮孢苦瓜專(zhuān)化型；生物學(xué)特性

中圖分類(lèi)號(hào) S436.42

枯萎病是苦瓜生產(chǎn)最重要的病害之一，在我國(guó)苦瓜種植區(qū)均有發(fā)生。食用苦瓜具有藥用價(jià)值，近年來(lái)種植面積不斷擴(kuò)大，由于苦瓜重茬面積較大、抗病品種較少等原因，苦瓜枯萎病發(fā)生與危害越來(lái)越嚴(yán)重。據(jù)報(bào)道，苦瓜枯萎病發(fā)病率為15％～25％，嚴(yán)重時(shí)高達(dá)60％～80％，病害流行時(shí)可使瓜田出現(xiàn)大量死藤，減產(chǎn)30％以上，嚴(yán)重影響苦瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。特別是在連作幾年后的土地上種植，由于病原的大量積累，可造成全田絕收的后果，給苦瓜生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的損失，已成為制約苦瓜生產(chǎn)的主要因素。引起該病害的病原是尖鐮孢苦瓜專(zhuān)化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae SunHuang)。為了配合苦瓜枯萎病的防治工作，有必要對(duì)該病害的病原進(jìn)行一些基礎(chǔ)性研究。國(guó)外對(duì)該病原研究主要集中在病原鑒定，致病性測(cè)定、防治等應(yīng)用研究上，關(guān)于該菌生物學(xué)特性的報(bào)道非常少，而國(guó)內(nèi)尚無(wú)報(bào)道。作者對(duì)苦瓜枯萎病菌生物學(xué)特性進(jìn)行研究，旨在為苦瓜枯萎病的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 病菌來(lái)源

2006年7～8月從本所苦瓜試驗(yàn)地采集枯萎病病株，按常規(guī)分離方法，從苦瓜病株上分離病原菌，并經(jīng)柯赫氏法則驗(yàn)證，鑒定為尖鐮孢苦瓜專(zhuān)化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae Sun＆Huang)。本試驗(yàn)所用病菌是從衡雜苦瓜1號(hào)上分離得到的單孢子培養(yǎng)菌株。

1．2 影響孢子萌發(fā)的因素

1．2．1 營(yíng)養(yǎng)條件

供孢子萌發(fā)用的溶液分別為苦瓜植株煎汁(新鮮苦瓜植株200 g，加1 000 mL水，煮沸20 min)；含碳量為1％的糖溶液；含氮量為0.02％的氨基酸溶液以及自來(lái)水和蒸餾水。用培養(yǎng)7 d的孢子配成孢子懸浮液，分別滴在凹玻片上，3次重復(fù)，置于28℃下保溫培養(yǎng)，定時(shí)檢查萌發(fā)率，每處理檢查300個(gè)孢子。

1．2．2 溫度

將用苦瓜植株煎汁配制的孢子懸浮液滴在凹玻片上，置于4～40℃下作萌發(fā)試驗(yàn)。

1．2．3 pH

先配制好pH1.2～10范圍的磷酸鹽緩沖溶液，然后分別與苦瓜植株煎汁孢子懸浮液以2:1混合，再用酸度計(jì)測(cè)定pH后，每個(gè)凹玻片上滴3滴作萌發(fā)試驗(yàn)。

1．3 影響菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢的因素

1．3．1 溫度

采用PDA培養(yǎng)基，用4 mm²的菌苔接種，置于6～40℃下，重復(fù)3次，6 d后測(cè)量菌落直徑和產(chǎn)孢量。

1．3．2 pH

采用PDA培養(yǎng)基和Czapek培養(yǎng)液，滅菌后用濃度為1 mol/L的NaOH和1 mol/L的HCl將pH調(diào)到2.3～11.3的范圍，每個(gè)培養(yǎng)皿加10 mLPDA培養(yǎng)基，每個(gè)三角瓶加100 mLCzapek培養(yǎng)液，用菌苔接種，在28℃下培養(yǎng)6 d后測(cè)量菌落直徑和產(chǎn)孢量，14 d后稱(chēng)菌絲干重。 1．3．3 光照

采用PDA培養(yǎng)基和Czapek培養(yǎng)液，光源為普通日光燈(1 500 lx)，設(shè)連續(xù)光照、8 h光照與16 h黑暗、連續(xù)黑暗幾種處理，用菌苔接種，在28℃下培養(yǎng)7 d后測(cè)量菌落直徑和產(chǎn)孢量，14 d后稱(chēng)菌絲烘干重。 1．3．4 碳源

采用Richard培養(yǎng)基，但其中的碳源以其他糖代替，用量以30 g葡萄糖的含碳量(10.91 g)為標(biāo)準(zhǔn)換算，采取過(guò)濾滅菌，對(duì)照以蒸餾水代替糖液。每個(gè)培養(yǎng)皿倒10 mL培養(yǎng)基，用菌苔接種，在28℃下培養(yǎng)6 d后測(cè)量菌落直徑和產(chǎn)孢量，重復(fù)3次。 1．3．5 氮源

采用Richard培養(yǎng)基(以pH為7.5的磷酸鹽緩沖溶液代替蒸餾水)，但其中的氮源以其他含氮化合物代替，用量以1 g半胱氨酸的含量(0.116 g)為標(biāo)準(zhǔn)換算，氮源采取過(guò)濾滅菌。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2．1 影響孢子萌發(fā)的因素

2．1．1 不同營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)孢子萌發(fā)的影響

病菌孢子萌發(fā)速度和萌發(fā)率隨溶液營(yíng)養(yǎng)成分不同而異，在清水或蒸餾水中萌發(fā)速度最慢，萌發(fā)率在5％左右，纈氨酸、亮氨酸等13種供試氨基酸均無(wú)顯著促進(jìn)孢子萌發(fā)的作用。蔗糖、葡萄糖、樹(shù)膠酸糖、麥芽糖和半乳糖能促進(jìn)孢子萌發(fā)，但萌發(fā)率最高不超過(guò)20％。在苦瓜植株煎汁中，孢子萌發(fā)不但快，而且萌發(fā)率可達(dá)96％～100％。

2．1．2 不同溫度對(duì)孢子萌發(fā)的影響

孢子在苦瓜植株煎汁中，萌發(fā)的溫度范圍是12～38℃，最適溫度26～28℃，最適合生長(zhǎng)的溫度26℃，從10℃開(kāi)始隨著溫度的升高萌發(fā)率逐步增大，28℃以上又逐步下降(表2)。

2．1．3 不同pH對(duì)孢子萌發(fā)的影響

孢子可在pH 1.2～10.0的磷酸鹽緩沖溶液中均能萌發(fā)，以pH5.8～7.1最佳(表2)。

2．2 影響菌絲生長(zhǎng)和產(chǎn)孢的因素

2．2．1 溫度

在PDA培養(yǎng)基上，菌絲在10～38℃的溫度范圍內(nèi)均可生長(zhǎng)并產(chǎn)生孢子。菌絲生長(zhǎng)的最適溫度為28～30℃，孢子產(chǎn)生對(duì)溫度變化較為敏感(表3)。

2．2．2 pH

該菌可在pH2.3～11.3的PDA培養(yǎng)基和Cza-pek培養(yǎng)液中生長(zhǎng)和產(chǎn)孢，菌絲生長(zhǎng)的最適pH是6.3，產(chǎn)孢的最適pH是6.3～8.5(表3)。

2．2．3 光照

光照對(duì)菌絲生長(zhǎng)有利，連續(xù)光照處理的菌落直徑為69.5 mm，菌絲生長(zhǎng)量為129.6 mg，比連續(xù)黑暗處理的菌落直徑大4.5 mm，菌絲生長(zhǎng)量重43.3 mg。8 h光照與16 h黑暗處理的菌落直徑為66 mm，菌絲生長(zhǎng)量為97.1 mg。光照對(duì)孢子產(chǎn)生影響不顯著。

2．2．4 碳源

供試的11種糖，該菌均能生長(zhǎng)，菌絲生長(zhǎng)的最適碳源是可溶性淀粉，產(chǎn)孢的最適碳源是蔗糖(表4)。

2．2．5 氮源

供試的13種有機(jī)氮(氨基酸)和7種無(wú)機(jī)氮，該菌均能利用，菌絲生長(zhǎng)的最適氮源是蛋白胨，產(chǎn)孢的最適氮源是尿素(表4)。

3 討論

苦瓜枯萎病菌孢子在蒸餾水中萌發(fā)率僅為5％，在葡萄糖、蔗糖等溶液中提高到19％，而在苦瓜植株煎汁中可達(dá)到96％～100％，這說(shuō)明苦瓜莖葉中含有最適合孢子萌發(fā)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或刺激物質(zhì)，故萌發(fā)率高。

苦瓜枯萎病菌在PDA培養(yǎng)基上生長(zhǎng)發(fā)育良好，其最適溫度范圍是28～30℃。湖南6～8月上旬的平均氣溫為20～30℃，正適合該病菌的生長(zhǎng)發(fā)育，所以發(fā)病率極高。最適pH為6.3；對(duì)光照沒(méi)有特別要求，在溫度過(guò)高和過(guò)低、強(qiáng)酸環(huán)境下對(duì)菌落生長(zhǎng)不利，說(shuō)明該菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)，這種對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力使得該菌在苦瓜種植區(qū)都能生存，如果連作，土壤的帶菌量大大增加。

苦瓜枯萎病菌對(duì)氮源利用能力強(qiáng)，有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮中的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮均能利用。但病菌生長(zhǎng)發(fā)育的不同階段對(duì)所需氮的結(jié)構(gòu)各有不同，蛋白胨最利于菌絲生長(zhǎng)，而尿素最利于產(chǎn)孢，其原因可能是因其營(yíng)養(yǎng)階段中的代謝作用不同，因而對(duì)氮的結(jié)構(gòu)要求也不同。

它們的生長(zhǎng)對(duì)碳源的要求不高。無(wú)論是單糖形式的葡萄糖還是多糖形式的淀粉都能被利用。菌絲生長(zhǎng)最適的碳源是可溶性淀粉，產(chǎn)孢最適碳源是蔗糖。這些試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明該菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)的要求并不高，對(duì)營(yíng)養(yǎng)的要求具有更廣泛的適應(yīng)能力。

本試驗(yàn)研究和分析尖孢鐮刀菌苦瓜專(zhuān)化型的營(yíng)養(yǎng)需求，為該菌的基礎(chǔ)研究尤其是為抗病育種和生物防治的研究提供了理論依據(jù)。對(duì)該菌的生存溫度和生態(tài)，病害循環(huán)和開(kāi)展生物防治及其他防治措施提供了理論依據(jù)。本試驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行，自然界的氣候環(huán)境復(fù)雜多變，而病害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)時(shí)要綜合考慮可能的影響因子，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)病害的發(fā)生，從而科學(xué)地指導(dǎo)生產(chǎn)。