水稻谷粒褐變致病菌禾谷鐮孢菌絲生長特性研究

姜小玉等

摘 要：目的：研究水稻谷粒褐變致病菌禾谷鐮孢菌絲生長特性。方法：采用生長速率法研究環境條件和營養條件對菌絲生長的影響。結果：不同的營養、溫度、pH值等條件對菌絲生長有很大影響。菌絲生長最適溫度為25℃；菌絲生長最適的pH范圍是7～8；全光照、連續振蕩培養有利于菌絲的生長；不同碳源培養條件下菌絲生長以半乳糖、淀粉為較好，不同氮源條件下菌絲生長以硝酸銨、丙氨酸為較好。結論：從水稻褐變谷粒分離出禾谷鐮孢菌研究其生長特性，為進一步深入開展水稻褐變穗病害防治提供科學依據。

關鍵詞：禾谷鐮孢菌；菌絲；生長特性

中圖分類號 S511 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）18-70-03

Study on Growth Characteristics of Fusarium graminearum in Rice Browning Ear

Jiang Xiaoyu1 et al.

（1College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China）

Abstract：Objective：The paper aimed to study growth characteristics of Fusarium graminearum the pathogen of Browning ear of grain. Method：Growth rate method was used to study environmental and nutritional conditions on hypha growth.Result：The results showed that nutrition，temperature and pH had significant effects on the hypha growth of the browning ear pathogen of grain.The optimal temperature of hypha growth was 25℃；The optimal pH of hyphal growth was 7～8；Light，continuous shaking had promotion effect on its growth；The best carbohydrates for hypha growth was galactose and starch under the different carbon source；The best nitrogen for hypha growth was ammonium nitrate and aminopropionic acid under the different nitrogen source. Conclusion：Study on Growth characteristics of Fusarium graminearum in Rice Browning Ear，in order to further provide scientific basis for the prevention and control of diseases.

Key words：Fusarium graminearum；Hypha；Growth characteristics

鐮孢菌屬（Fusarium Link）真菌是真菌界中重要的真菌類群，廣泛分布于各種環境條件下，在作物的生長期和儲藏期都可發生為害，給糧食生產造成重大的損失，甚至造成絕產[1]。禾谷鐮孢菌不僅寄主范圍廣泛，而且能夠侵染作物的許多部位，引起多種作物上的多種病害[2]。特別是世界三大糧食作物小麥、玉米和水稻，禾谷鐮孢菌能侵染麥類作物引起苗腐、根腐和穗腐，引起玉米的莖基腐和穗腐，侵染水稻的穗部和稻株基部葉鞘[3]。禾谷鐮孢菌不僅侵染作物造成產量的損失，并且侵染谷物籽粒后產生的真菌毒素對人畜健康造成嚴重威脅。

近年來，隨著氣候、耕作栽培制度變化，水稻后期穗部病害谷粒褐變在發病范圍、程度上都有增加的趨勢[4]，在我國浙江、安徽、江蘇、黑龍江等稻區的部分品種上嚴重發生。水稻感染該病后其結實率降低，谷粒變色、腐壞、畸形，病原菌產生的毒素還會對人畜的健康造成危害[5]。近年來，該病在黑龍江省發生面積不斷擴大，病田率及病株率不斷上升，已成為黑龍江省水稻生產的新障礙[6]。為此，筆者從變褐的水稻粒上分離出禾谷鐮孢菌，對病菌的菌絲生長特性進行了研究，為進一步深入開展病害防治提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 供試菌種 從黑龍江省前進農場采集水稻谷粒褐變病樣，按常規組織分離法分離病原菌[7]，經單孢分離法純化，進行致病性驗證后，保存在PDA斜面培養基上待用。

1.2 環境條件對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響

1.2.1 溫度對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 試驗共設5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃8個處理。病原菌在PDA平板上培養3d后，打取菌片（直徑0.7cm）接到PDA平板中央，培養4d后測量菌落直徑，每處理4次重復。

1.2.2 光照對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 設全光照（24h光照）、光暗交替（12h光照，12h黑暗）和全黑暗（24h黑暗）3個處理，每個處理4次重復。將菌餅接到PDA平板上。25℃培養4d后測量菌落的直徑。

1.2.3 pH對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 用1mol·L-1的HCl和1mol·L-1的NaOH將PDA培養基分別調制成pH為4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。將菌餅接到不同pH的PDA平板中央，每個處理設置4次重復，25℃培養4d后測量菌落的直徑。

1.2.4 通氣狀況對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 設連續振蕩（24h震蕩）、間歇振蕩（12h震蕩，12h靜止）、完全靜止（24h靜止）3個處理，每個處理4次重復。以Czapek為基礎培養基，將菌餅在無菌條件下移入250mL的三角瓶中，每瓶分裝100mL培養基，培養4d后，測定菌絲干重。

1.3 營養條件對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響

1.3.1 碳源對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 以Czapek為基礎培養基，將其中的蔗糖分別按比例替換為麥芽糖、半乳糖、淀粉、乳糖、果糖和葡萄糖制成培養基，共7個處理，每處理4次重復。將菌餅接到不同培養基上，25℃培養4d后測量菌落的直徑。

1.3.2 氮源對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 以Czapek為基礎培養基，將其中的硝酸鈉分別按比例替換為硝酸銨、硫酸銨、氯化銨、硝酸鉀、丙氨酸、谷氨酸制成培養基，共7個處理，每處理4次重復。將菌餅接到不同培養基上，25℃培養4d后測量菌落的直徑。

2 結果與分析

2.1 溫度對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 研究結果表明，禾谷鐮孢菌菌絲在10～30℃范圍內可以生長，菌絲生長的最適溫度范圍為20～30℃，25℃時菌絲生長最快，低于5℃或高于40℃，菌絲均不生長（圖1）。

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圖1 溫度對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響

注：不同小寫字母表示P<0.05差異顯著。

2.2 光照對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 研究結果表明（圖2），禾谷鐮孢菌菌絲在全光照的條件下菌絲生長最快，培養4d后，菌絲的生長直徑為8.9cm，與其他處理差異顯著；在全黑暗的條件下菌絲生長最慢，培養4d后，菌絲的生長直徑為7.9cm，但與光暗交替處理差異不顯著。

2.3 pH對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 研究結果表明（圖3），禾谷鐮孢菌菌絲在pH值4.0～10.0范圍內均可以生長，菌絲生長的最適pH值為8.0，培養4d后，病菌菌落的生長直徑為6.2cm。

2.4 通氣狀況對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 禾谷鐮孢菌菌絲在連續震蕩的條件下菌絲生長最快，培養4d后，菌絲的干重最重為589mg，和其他2個處理差異顯著；在完全靜止的條件下菌絲生長最慢，培養4d后，菌絲的干重543.4mg（表1）。

2.5 碳氮源對禾谷鐮孢菌菌絲生長的影響 研究結果表明（表2），禾谷鐮孢菌在以半乳糖、淀粉為碳源的培養基上生長較快，菌落的凈生長直徑分別為8.9cm、8.8cm，差異不顯著，與其它碳源差異顯著；在以蔗糖為碳源的培養基上生長最慢，培養4d后，菌落的凈生長直徑為5.1cm。禾谷鐮孢菌在以硝酸銨、丙氨酸為氮源的培養基上生長較快，培養4d后，菌落的凈生長直徑分別為6.4cm、5.9cm，差異不顯著；以硝酸鉀、氯化銨、谷氨酸為氮源的培養基上生長較慢，與其他氮源處理差異顯著（表3）。

3 結論與討論

對禾谷鐮孢菌病菌生長特性研究發現，病原菌在溫度為10～30℃時，菌絲均可生長，最適溫度為25℃，說明高溫有利于該病菌的生長；病菌對酸堿度的適應范圍較廣；光照有利于菌絲生長；菌絲生長適宜的碳源為半乳糖和淀粉，適宜的氮源為硝酸銨和丙氨酸。紀武鵬等[8]對玉米莖腐病致病菌禾谷鐮孢菌的生物學特性研究表明，其最適合病菌生長的pH為7，最適合的碳源為葡萄糖，最適合的氮源為蛋白胨[8]。賈廷祥等[9]對小麥根腐鐮刀菌生物學特性研究表明，禾谷鐮刀菌在35℃生長仍然良好，最適合的pH為6，供試碳源最適為淀粉。紀莉景[3]對不同來源的禾谷鐮刀菌菌絲生長研究表明，其最適溫度均為25℃，35℃停止生長。本研究中禾谷鐮孢菌生長的適宜溫度為25℃，高于35℃也可生長，最適宜的pH為8，適宜碳源為半乳糖和淀粉，適宜氮源為硝酸銨和丙氨酸，與前人研究報道的不同，說明不同作物上分離出的禾谷鐮孢菌致病菌菌絲生長的特性有差異。

參考文獻

[1]趙志慧.中國禾本科作物上鐮孢菌屬真菌分類的研究[D].沈陽：沈陽農業大學，2008.

[2]Parry D W，Jenkinson P，Mcleod L.Fusarium ear blight（scab）in small grain cereals-a review[J].Plant Pathology，1995，44：207-238.

[3]紀莉景.中國不同生態地區禾谷鐮刀菌種群分化及遺傳多樣性分析[D].保定：河北農業大學，2007.

[4]黃世文，王玲，劉連盟，等.水稻穗腐病病原分離、鑒定及生物學特性[J].中國水稻科學，2012，26（3）：341-350.

[5]李璐，劉連盟，王國榮，等.水稻穗腐病和穗枯病的研究進展[J].中國水稻科學，2015，29（2）：215-222.

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[7]方中達.植病研究方法[M].3版.北京：中國農業出版社，1998.

[8]紀武鵬，于琳，王平.玉米莖腐病主要致病菌—禾谷鐮孢菌的生物學特性研究[J].現代化農業，2014，09：67-69.

[9]賈廷祥，劉傳德，吳桂本，等.小麥根腐鐮刀菌鑒定及其生物學特性[J].植物保護學報，1995，03：259-264.

（責編：張宏民）