中国马铃薯疮痂病研究初报_赵伟全

第27卷第6期

2004年11月河北农业大学学报JOURNALOFAGRICULTURALUNIVERSITYOFHEBEI　　Vol.27No.6

Nov.2004

文章编号:1000-1573(2004)06-0074-04

中国马铃薯疮痂病研究初报

赵伟全,　杨文香,　刘大群,　张　汀,　孟庆芳,　张丽蕊

(河北农业大学植物保护学院,河北省农作物病虫害生物防治技术工程研究中心,河北保定071001)

摘要:从中国10个省份采集了马铃薯疮痂病薯,描述了各省疮痂病的症状。在马铃薯疮痂病斑上分离得到80

株链霉菌菌株,通过盆栽试验、小薯片法和萝卜幼苗检测法等3种方法对菌株进行致病性检测,发现其中30株

具有致病性。对3种测定方法的结果进行比较,结果表明小薯片法和萝卜幼苗检测法适于进行马铃薯疮痂病菌

致病性的检测。

关　键　词:马铃薯疮痂病;链霉菌;致病性测定

中图分类号:S431.13　　　　　　文献标识码:A

PrimarystudyonthepotatoscabinChina

ZHAOWei-quan,YANGWen-xiang,LIUDa-qun,ZHANGTing,

MENGQing-fang,ZHANGLi-rui

(CollegeofPlantProtection,AgriculturalUniversityofHebei,

BiocontrolCentreofPlantDiseasesandPlantPestsofHebeiProvince,Baoding071001,China)

Abstract:Thetuberswhichdiseasedwithpotatoscabwerecollectedfrom10provincesinChina,

andthescabsymptomsweredescribed.EightyStreptomycesstrainswereisolatedfromscablesions.Threekindsofthepathogenicitytestsshowedthat30Streptomycesstrainswerepathogenic.Inocu-

lationwithpathogenicstrainsinducedscabsymptomsinpotato,producednecroticreactionontuber

slices,andsignificantlyreducedshootheightofradishseedlings.Theresultsshowedthatthetuber

slicebioassayandtheradishseedlingtestweresuitableforidentifyingpathogenicStreptomyces

strains.

Keywords:potatoscab;Streptomyces;pathogenicitytest

马铃薯疮痂病(Potatoscab)是由链霉菌引起的一种病害,该病害在中国各马铃薯产区均有不同程度发生。由于该病对产量的影响不大,往往被人们忽视,致使该病有逐年加重的趋势。感病的品种,收获时大多数薯块可感染疮痂病,有的块茎表皮全部被病菌侵染。由于该病影响马铃薯的外观和品质,使薯块的质量下降,降低了马铃薯的商品价值,使之市场竞争力降低,从而带来经济损失。国外报道引起该病的病原链霉菌至少有3种,分别为Streptomycesscabies、S.acidiscabies和S.turgidiscabies[1-3]。除侵染马铃薯外,疮痂病菌还可以侵染甜菜、萝卜、胡萝卜等块茎类作物。我国对马铃薯疮痂病的研究尚处于起步阶段,虽然该病已经成为马铃薯生产的一大障碍,但还未引起人们的足够重视,很多地区对该病还都不甚了解。目前的研究

收稿日期:2004-05-13

基金项目:国家863项目(2003AA241130)

作者简介:赵伟全(1975-),男,黑龙江牡丹江人,河北农业大学植物病理学博士生,研究方向为分子植物病理学.-),男,教授,.Eldq.

　第6期　　赵伟全等:中国马铃薯疮痂病研究初报75仅限于对该病防治方法的探索,有关中国马铃薯疮痂病的分布及病原的研究还未见报道。本研究对我国10个省(区)的马铃薯疮痂病的发生情况进行了初步调查,采集了各地的病薯标样,并对病原的分离和致病性测定方法作了初步研究。

1　材料和方法

1.1　标本的采集

试验所用马铃薯疮痂病薯分别采自黑龙江、内蒙古、河北、山东、山西、陕西、四川、贵州、云南、甘肃等10个省(区)。

1.2　菌株的分离及孢悬液的制备

[4]参照刘大群(1992)所采用的方法。将病薯用蒸馏水洗净,用解剖刀切取大约5mm3的病健交界处的

薯块,于次氯酸钠溶液(1%)中浸泡约30s,取出切成1mm厚的小片,置于1.8%的琼脂培养基上(含1mg/LPenicillinG)28℃培养5～7d;挑取单菌落划线于OMA培养基(含1mg/LPenicillinG)纯化,连续纯化3次后,即得纯链霉菌菌株。刮取生长6～8d菌株的孢子,涂皿于OMA培养基上,培养8～10d后,用无菌水洗下孢子,经无菌棉球过滤后,转入离心管中,4℃10000r/min离心15min,弃上清,用1mL20%的甘油重悬孢子即成孢悬液,-20℃保存。

1.3　菌株的致病性测定

本研究采用3种方法测定菌株的致病性。

1.3.1　盆栽试验　参照FAUCHERetal(1992)的方法[5]。

选择健康的种薯经次氯酸钠溶液(0.6%)浸泡10min进行表面消毒,在无菌条件下切取含有芽眼的薯块,播入装有灭菌土的花盆中,每盆3块;用100mL无菌水洗下在OMA培养基上生长10d的待测菌株的孢子,浇灌接种至直径为15cm的花盆中,置于温室中培养,在种植后4～6周时保持短期干旱;10周后检测新生薯块的发病情况,并以此作为菌株的致病性评价指标。

1.3.2　小薯片法　参照LORIAetal(1995)的方法[6]。

选择健康的感病品种津引1号的马铃薯(直径约4～5cm),先用75%的乙醇溶液进行表面消毒,然后用无菌打孔器(直径1.5cm)打取薯块的中心部分,将圆柱状的薯块切成厚2mm左右的圆薯片,放在有无菌滤纸保湿的培养皿中,每皿4片;将在OMA培养基上生长7d的待测菌株切取0.5cm×0.5cm的菌块,倒置接种于薯片上;于22～24℃的恒温箱中黑暗培养,10d后观察结果,以薯片的坏死作为致病性指标。

1.3.3　萝卜幼苗检测法　参照LEINERetal(1996)的方法[7]。

接种体的制备:将待测菌株的孢悬液15μL接入OMB液体培养基中,培养5d(220r/min,28℃),离心,收集菌丝体并测量体积,用5倍体积的OMB重悬菌丝体,作为接种体;以无菌培养滤液为接种体时,只须将离心的上清液经0.2μm微孔滤膜真空抽滤后接种即可。

将萝卜籽(冀丰白萝卜)先用0.26%次氯酸钠溶液浸泡约10min,用无菌水冲洗3遍,晾干,在以无菌滤纸保湿的培养皿中催芽24h,选择萌发一致的籽粒放入装有10mL1%琼脂培养基的50mL试管中,每管3粒;接种200μL接种体,以未接菌的OMB作为对照,于24℃光照培养箱中培养,间歇光照,光照时间为每天16h,6d后取出测量幼苗长度。以接种幼苗长度的平均值与对照幼苗长度平均值的百分比作为菌株的抑制率,以此作为致病性指标。同时以培养滤液接种,看菌株的胞外分泌物对幼苗生长的影响。

以上每种方法均3次重复。

2　结果与分析

2.1　中国马铃薯疮痂病的分布、危害状况及病因分析

通过对黑龙江、内蒙古、河北、山东、山西、陕西、甘肃、四川、贵州、云南等10个省(区)的调查,发现马铃

76　　　　　河北农业大学学报第27卷薯产区发病率更高,尤其对微型薯的生产影响尤为严重。在甘肃、内蒙古、山西等地,由于近年来气候比较干旱,利于疮痂病菌的活动,马铃薯疮痂病发生较重;在生产脱毒微型薯过程中,尤其是对重复使用蛭石为基质进行微型薯生产的田块,薯块的疮痂病发生较为普遍,疮痂病的发病率达30%～60%,严重影响微型薯的质量和销售,威胁微型薯的生产。在对该地区的商品薯进行调查时发现,疮痂病薯块发生也较普遍(发病率一般在6%～10%),给马铃薯的生产造成很大的损失。在四川,所调查的发病地块中只有一处沙壤土地块发病较轻(在调查时只发现2个感病薯块),而其它几处地块发病均很严重,随机拔取的植株均能看到感病薯块,且病斑大多数为凹陷状,与其它地区的病薯明显不同(见图1)

。

图1　中国马铃薯疮痂病薯的症状

Fig.1　ThesymptomsofpotatoscabinChina

引起马铃薯疮痂病的非生物因素主要是与病原菌的适宜生长条件密切相关,由于疮痂链霉菌主要是在土壤中生存,因此土壤的组成和性质对该菌影响很大。通过对各调查地区的发病田块进行了解,发现了一些可能病因。在对黑龙江的发病田块进行调查时发现,很多发病田块的种植者向土壤中施用了一定量的炉灰或未腐熟的家畜粪肥,也许是诱发该病的病因;在甘肃、内蒙古、山西、陕西等地,微型薯的发病多是由于重复使用蛭石基质造成的,其原因可能是由于蛭石的保水性能差和棚内温度较高等因素而利于该病的发生;大田的发病地块多数较干旱,有些地块施用了大量羊粪,可能成为该病的诱发病因;在四川,一些种植马铃薯的田块施用鸡杂粪并以稻草覆盖的发病严重;在云南和贵州,很多地区多年连作马铃薯,疮痂病发病较重。

2.2　我国马铃薯疮痂病的主要症状

通过采集我国10个省的马铃薯疮痂病病薯。发现不同地区的疮痂病薯的症状有很大不同,同一地区的病薯症状变化也很大;按表面症状主要可以分为凸起状、凹陷状和平状病斑(图1),病斑区域的细胞木栓化,呈痂状。很多突起状病斑常伴随有中部的凹陷,分析其原因可能是在发病初期表现为凸起状,之后随着病斑扩展,中部木栓化的组织逐渐脱落,形成凹陷状病斑。但平状病斑即使严重发病也不伴随有凹陷,只是表皮下的组织褐变坏死。因此不同病斑的成因可能是不同的病原菌或环境条件的变化在起作用。在调查中发现,各种类型的病斑在不同地区均有发现,其中内蒙古、河北、陕西等省的病斑主要以凸起型为主,山东、四川、山西、甘肃省的凹陷型病斑较典型,平状病斑的发生相对较少,仅在云南、黑龙江、山东的个别地区发现。

2.3　菌株的分离纯化与致病性测定

　第6期　　

菌株;经3次纯化后,共得到80

个菌株。对各菌株进行致病性

检测,筛选出30株致病菌株,其

中每省(区)3株。盆栽试验的结

果表明,致病菌株能使新生薯块

产生典型的疮痂病症状(图2)。

在用小薯片法进行菌株致病性

检测时,接种10d后,致病菌株

能在薯片上定殖生长,菌片与薯

片粘连并使薯片产生褐色的坏

死斑,而非致病菌株有的不能生

长,有的虽然能在薯片上生长,

但却不能使薯片坏死(图2)。在

用萝卜幼苗法检测时,致病菌株

能显著抑制幼苗的生长,抑制率

为8.8%～38.3%,有的甚至使

幼苗腐烂致死,非致病菌株对幼

苗生长的影响不明显,抑制率为

92.6%～98.5%;在用菌株的培

养滤液接种萝卜幼苗时,致病菌

株的培养滤液能产生与接种菌

体相似的症状,对幼苗的抑制率赵伟全等:中国马铃薯疮痂病研究初报77图2　菌株的致病性检测结果Fig.2　Theresultsofpathogenicitytest小薯片法:处理(A):接种致病菌株CPS-1;对照(B):接种非致病菌株S.lividans萝卜幼苗法:对照(C):接种未接菌的培养液;处理1(D):接种菌悬液;处理2(E):接种培养滤液.盆栽试验(F):致病菌株:CPS-1(1),CPS-2(2),CPS-3(3),CPS-4(4),YNZ-1(6),SC-3(7),HB-11(8),GS-1(9);非致病菌株:S.lividans(5,10).

为7.8%～44.4%;而非致病菌株的培养滤液对幼苗的影响也很小,抑制率为89.2%～105.6%。其中致病菌株CPS-1的致病性检测结果见图2。对各致病菌株采用以上3种检测方法进行检测后,结果表明各检测方法的结果一致,且重复性好。

3　讨论

国外的研究者已经对马铃薯疮痂病进行了较为深入的研究,对疮痂病菌已经有了一定的认识,现已明确该病主要由链霉菌的一些种引起,主要包括S.scabies,S.acidiscabies和S.turgidiscabies3种链霉菌,但也有其它的链霉菌种引起马铃薯疮痂病的报道[8,9]。该病的表现症状也较复杂,国外的研究者曾将该病分为平状病斑(superficialscablesions),包括褐斑型疮痂(russetscab)和网斑型疮痂(nettedscab)两种,凸起状病斑(raisedscablesions)和凹陷状病斑(pittedscab)等几种类型[10]。另外,国外学者还对该病原菌产生的毒素进行了研究[11]。本研究对我国10个省(区)的马铃薯疮痂病的典型病薯进行了调查,发现我国不同地区的马铃薯疮痂病症状变化较大,按病斑的表现症状主要可以分为凸起状、凹陷状和平状病斑3种,且在同一地区也会出现多种病斑共存的现象。

疮痂病菌株的致病性测定中常用的方法为盆栽试验,该方法需要8～10周左右的时间才能完成测试,比较费时。考虑到疮痂病菌可以侵染萝卜、甜菜等其它作物,本研究选用萝卜幼苗和小薯片对菌株进行致病性测定。结果发现,在盆栽试验中表现为致病的菌株,在用后2种方法测试时也表现出抑制萝卜幼苗的生长和使小薯片产生坏死等症状,而对非致病菌株则无上述症状出现。3种方法的正相关说明用后2种方法对分离自疮痂病斑的链霉菌菌株进行致病性测定是可行的,且省时省力。研究中还发现用致病菌株的培养滤液接种萝卜幼苗可以产生与接种病菌相同的症状,说明培养滤液中含有与致病相关的物质。(下转第页)

92　　　　　河北农业大学学报第27卷3　结论

当前我国耕地占补平衡中的核心问题是片面强调数量平衡,缺乏新增耕地的质量衡量标准和检验机制,从而使我国的新增耕地质量总体趋于下滑并致使某些地区生态环境恶化。耕地质量占补平衡中补充耕地与占用耕地之间缺乏针对性比较,使得补充耕地质量难以保证,如何确立耕地质量的衡量标准,建立什么样的耕地质量检验机制已成为耕地占补平衡的关键。本研究依此为切入点,深入的探讨了耕地质量占补平衡的评价体系,提出了以单位标准粮(Cf)为联系纽带的占、补耕地间的质量测算方法,并以河北省霸州市为例进行了实证研究,得到了河北省霸州市耕地质量占补指数(P)与单位标准粮(Cf)之间的数学模型:Cf=12.033P-107.47,通过分析,说明此模型具有科学性、合理性,能够切合实际的反映耕地地块综合指数与单位标准粮之间的关系。

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(编辑:郭桂仙)

(上接第77页)

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(编辑:李　川)