豇豆鏈格孢葉斑病病原菌鑒定①

張 龍 范詠梅

(1樂東黎族自治縣農業技術推廣服務中心 海南樂東572500;2海南大學 海南海口570100)

豇豆是海南省重要的冬季瓜菜和經濟作物，海南市縣，如三亞市、樂東縣、陵水縣等廣泛種植，并形成了豇豆種植產業帶。2015年初，在海南省樂東縣黃流鎮發現一種疑似鏈格孢屬病原菌引起的葉斑病［1］，該病原菌宿主范圍廣，危害嚴重。國內相關研究表明，該類病害對多種農作物都會造成比較嚴重的損失，比較典型的病害有番茄早疫病和十字花科黑斑病［2］，主要集中在茄科、葫蘆科、十字花科和百合科等，是一種重要的作物病害，但關于其對豇豆的危害的研究較少，僅見Berg等［3］探討Alternaria對豇豆葉片的侵染率和6種殺菌劑對鏈格孢菌的毒害［4］。由于該類病原菌在其他經濟作物上造成的危害較大，豇豆作為海南省扶貧產業中的重要經濟作物，需要加強該病原菌對豇豆危害的研究，為農民開展田間防治提供科學依據。為了明確豇豆葉斑病的致病菌，在田間發病情況調查基礎上，采用柯赫氏法則（Koch’s Rule），從病害樣本中分離純化病原物，通過該病原菌的形態特征及其分子鑒定結果來確定病原菌種類。

1 材料與方法

1.1 材料

供試植株為室內培養的‘豐產六號’豆角，購買于海南省海口市龍華潮汕種子店。供試菌株（z1）從海南省樂東縣黃流鎮病葉樣品中分離純化獲得。

培養基：馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（PDA，Po‐tato Dextrose Agar）（馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂15～20 g，自來水1 000 mL，自然pH）。

試劑和儀器：Fungal DNA Kit（50）真菌DNA小量提取試劑盒（北京索萊寶公司），凝膠提取試劑盒Gel Extraction Kit（100）（北京索萊寶公司），引物（華大合成），PMD18-T（大連TAKARA公司），全自動高壓滅菌鍋（Hipayama Manufacturing Corpora‐tion made in JAPAN），恒溫生化培養箱（上海南榮公司），數顯恒溫循環水浴鍋（雙列）（常州國華電器公司），顯微鏡（Nikon Corporation Tokyo，Japan），電泳儀（北京市六一儀器廠），紫外儀（北京市六一儀器廠），PCR儀（北京百泰克公司）等。

1.2 方法

1.2.1 病原菌的分離純化及形態學鑒定

在無菌條件下，參照毛細管打孔單胞分離法［5］和絲孢綱真菌單胞分離法［6］對病原菌進行分離，將培養后的病原菌進行純化，并用試管在4℃環境下保存備用，獲得的菌株（命名為zl菌株）；將純化后的單孢菌株接于PDA平板中央，于28℃恒溫、明暗交替條件下培養7 d；用涂布稀釋法制成孢子懸浮液，于顯微鏡下進行觀察并拍照，測量分生孢子的長度和寬度；根據玻片標本法在顯微鏡下觀察分生孢子、分生莖和喙的形態，并觀察成鏈情況［7］。

1.2.2 病原菌致病性的測定［8］

用75%酒精消毒豇豆活體植株葉片，并用無菌水洗滌，套袋保濕一天；將單孢分離獲得的菌株在水瓊脂中28℃培養7 d后，制成孢子懸浮液，以無菌水為空白對照，直接噴灑在豇豆活體植株葉片上；接種植株病癥重復顯現后，統計記錄發病葉片數，計算發病情況。

1.2.3 病原菌的分子鑒定

用真菌基因組DNA提取試劑盒提取基因組DNA；采用真菌核糖體rDNA區通用引物ITS1和ITS4，以25滋L的體系對目的基因進行PCR擴增；利用Blast將所測得的序列與GenBank中的序列進行同源性比較，獲得相似性最高的序列，結合形態學特征，確定病原菌菌種。PCR反應體系：TaqMix 12滋L，10 mmol/L Primer（forward）1滋L，10 mmol/L Primer（reverse）1滋L，基因組DNA 1滋L，ddH2O 10滋L。目的基因PCR擴增反應程序：94℃預變性5 min；94℃變性30 s，56℃退火30 s，72℃延伸55 s，共35個循環；72℃終延伸10 min，4℃停止。

反應完成后，用0.8%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR反應產物；用膠回收試劑盒法回收（OMEGA公司Gel Extraction Kit（100）回 收目 的片 段，在16℃下連接克隆載體PMD18-T，利用大腸桿菌的感受態進行轉化，挑取單克隆；利用搖菌法鑒定，進行菌液PCR驗證，PCR反應體系為TaqMix 10滋L，Primer（forward）0.5滋L，Primer（reverse）0.5滋L，ddH2O 9滋L，引物為M13通用引物；選取陽性克隆子送去華大基因進行測序；利用Blast將所測得的序列與GenBank中的序列進行同源性比較，獲得與每條序列相似性最高的序列，結合形態學特征，確定病原菌菌種。

2 結果與分析

2.1 豇豆葉斑病田間癥狀

經調查，該病菌主要危害豇豆葉片，田間單株葉片發病率約為3%，發病初期產生豌豆大小灰色或者淺褐色圓形（圖1），病斑中央灰白色，逐漸擴大后呈灰色，葉緣部分枯萎。早期，病灶表面出現輪狀，大小為2～5 mm；晚期病變為褐色，擴大至25 mm，在嚴重的情況下，可導致葉萎蔫和壞死。

圖1豇豆葉斑病田間癥狀

2.2 豇豆葉斑病病原菌的致病性

回接并套袋保濕7 d后，病癥重復顯現（圖2），發病率為65%。從感染豇豆葉片中分離到菌落生長和孢子形態相同的病原菌［9］，符合柯赫氏法則。因此可以確定此菌株為豇豆葉斑病的致病菌。

2.3 豇豆葉斑病病原菌的形態學鑒定

將單孢菌株接于PDA平板中央，于28℃恒溫、明暗交替條件下培養7 d，菌絲生長良好，呈放射狀生長，氣生菌絲灰白色。在初始菌絲萌發后，它以圓形的形式擴散至培養基中；形成圓形后，菌絲邊緣仍呈白色，中間色澤逐漸變暗，呈棕黑色，菌絲生長較快。分生孢子花梗直立或彎曲，通常不分枝，隔膜，淺橄欖棕色，2～7滋m寬；分生孢子是頂生和單生，或形成3～8孢子的中等長鏈，長橢圓形和棒狀，有橫膈膜3～8個，縱膈膜0～6個，（9～55）滋m×（7～15）滋m（不包括喙），有喙（圖3）。因此，將其初步鑒定為鏈格孢菌（Alternaria alternata）［10］。

圖3病原菌形態

2.4 豇豆葉斑病病原菌的分子生物學鑒定［11］

凝膠電泳檢測結果表明，提取的DNA樣品可用于靶帶的PCR擴增。將純化后的DNA作為模板進行PCR擴增，所得片段約為600 bp（圖4），經純化后測序，獲得樣品序列大小為571 bp。NCBI在線Blast比對結果顯示，所得樣品序列與NCBI登錄號為AY154699.1與BNCBI登錄號為AY154698.1的鏈格孢霉序列相似度很高，達99%。通過與GenBank數據庫的交叉比對，并用MEGA6.0構建系統進化樹，分析其同源關系。該序列的28S rDNA片段序列和ITS rDNA片段序列表明該病原體的基因序列與鏈格孢屬（Alternaria）同源性大于99%（圖5），表明zl菌株與鏈格孢遺傳距離最小，歸為一類。結合形態學特征和分子鑒定結果，確定豇豆葉斑病病原菌為鏈格孢菌（Alternaria alter‐nata）。

圖4病原菌DNA的PCR擴增結果

圖5 zl菌株ITS系列同源性比較結果

3 討論

豇豆鏈格孢葉斑病主要危害豇豆葉片，發病初期產生豌豆大小灰色或者淺褐色圓形，病斑中央灰白色，逐漸擴大呈灰色，葉緣部分枯萎。早期，病灶表面出現輪狀，大小為2～5 mm；晚期病變為褐色，擴大至25 mm，嚴重時可導致葉萎蔫和壞死。鏈格孢屬（Alternaria）屬半知菌類，絲孢綱，絲孢目，又稱交鏈孢屬；分生孢子梗淡褐色至褐色，彎或屈曲，孔生式產孢，合軸式延伸或不延伸，孢痕明顯；分生孢子串生或單生，淡褐色至深褐色，卵圓形或倒棍棒形，具縱橫隔膜，表面光滑或有疵，頂端常具喙狀細胞，常呈分支或不分支的孢子鏈［12］，是最常見、最復雜的真菌之一。目前國內已經針對由鏈孢霉引起的許多病害［13］進行了詳細的報道，如新疆棗果黑斑病［14］、南瓜葉枯病［15］、番茄早疫病［16］、大白菜黑斑病［17］、玉米鏈格孢葉斑病、葡萄鏈格孢葉斑病［18］等。鄭肖蘭等［19］對玉米鏈格孢葉斑病研究表明，該病主要危害玉米葉片和苞葉，初期病部出現水漬狀小圓斑點，中央灰白色至純白色，邊緣紅褐色，病健部交界明顯；后期整株葉片發病嚴重直至葉片死亡，與豇豆鏈格孢葉斑病發生癥狀相似。豇豆作為海南省重要扶貧產業中的重要經濟作物，為防患于未然，需進一步加強對這一病害的生物學特性研究及田間藥劑篩選，為農戶今后的田間防治提供科學有效的依據。