一种值得关注的花生新病害:花生新赤壳菌基腐病

2012-09-11 07:23潘汝谦盖云鹏邓铭光陈兴龙徐大高纪春艳
植物保护 2012年3期
关键词:子囊基腐病致病菌

潘汝谦, 盖云鹏, 邓铭光, 陈兴龙, 徐大高, 纪春艳

(1.华南农业大学资源环境学院植物病理学系,广州 510642;2.广东省农业科学院植物保护研究所,广州 510640)

花生(Arachis hypogaea Linn.)是我国重要的油料作物、经济作物和出口创汇植物,我国花生常年种植面积约500万hm2,总产量约1500万t。但是,花生在生长过程中受多种病原菌的危害,病害问题已成为花生产业可持续发展的重要限制因素[1]。

侵管新赤壳菌(Neocosmospora vasinfecta E.F.Smith)最早是Smith于1899年在美国南卡罗来纳州的棉花(Gossypiumsp.)、豇豆(Vigna unguiculata)和西瓜(Citrullus lanatus)上首次发现和记述,但是,当时Smith将其无性阶段鉴定为蚀脉镰孢菌(Fusarium vasinfectum)[2]。后来的研究证明,这个无性阶段的分类鉴定是错误的,枝顶孢菌(Acremoniumsp.)才是侵管新赤壳菌的无性阶段[3]。虽然,侵管新赤壳菌在大豆(Glycine max)等作物中分离到,但是,侵管新赤壳菌过去一直被认为是弱或中等程度的致病菌[3-4]。

早在1947年Garren和Higgins就在内部变色和腐烂的花生种壳或种子上分离到侵管新赤壳菌[5];此后,不同地方的许多研究者都在变黑色的花生种壳或种子上分离检测到侵管新赤壳菌[6-7]。但是,都没有研究报道证明侵管新赤壳菌是花生的致病菌。甚至,1972年Phillips报道分离自美国佐治亚州的侵染大豆的侵管新赤壳菌不能侵染花生[8]。

直到1985年,南非的Baard等才首次证实侵管新赤壳菌是花生的致病菌,罹病的花生植株萎蔫,根系和果荚变黑和腐烂,茎秆的维管束和髓部变色等,并将该病害称为根病(root disease)和果荚病(pod disease)[9]。我国台湾黄振文等人1992年首次使用了花生新赤壳菌基腐病这个名称(Neocosmospora foot rot of peanut,简称花生基腐病),并将致病菌进一步鉴定为侵管新赤壳菌非洲变种(N.vasinfecta var.africana)[10]。不过,这些研究都没有记载花生基腐病的发病率。2007年,Fuhlbohm等在澳大利亚报道了严重的花生基腐病,在Ban Ban Springs地区的发病率约为40%[11]。这是关于花生基腐病发病率的首次报道。2010年Dau等在越南报道了与侵管新赤壳菌有关的花生根腐综合症(root rot complex),其症状包括根、根冠和茎秆腐烂[12]。虽然Dau等在病根组织中分离到侵管新赤壳菌,但是由于没有进行致病性试验,因此只能称为根腐综合症。

本研究小组于2010年在我国广东省首次报道了花生新赤壳菌基腐病[13]。罹病植株地上部分的叶片变黄,植株萎蔫;拔起植株,可见罹病植株的茎基部、荚果和根系都腐烂;罹病的茎基部、主根和果荚上常有橙红色的球状子囊果(图1,封面)。在一些严重发病的花生地块,该病害的发病率达到30%以上,对花生的生产造成严重损失。在田间,花生基腐病的症状与花生黑腐病(Cylindrocladium parasiticum)[14]的症状非常相似,所不同的是花生基腐病子囊果的颜色偏淡橙红色,颜色较淡较浅;而花生黑腐病的子囊果偏鲜红色,颜色较鲜艳。事实上,这两种病害的症状在田间有时候是很难区分的,确切的诊断需要在实验室内对病原菌进行镜检。

图1 花生基腐病的症状

根据本研究小组的研究,侵管新赤壳菌(N.vasinfecta),无性态为枝顶孢菌(Acremoniumsp.),该真菌在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)上形成白色、灰白至浅黄色平坦的菌落,呈绒毛状。分生孢子较小,卵圆形或圆柱形至长椭圆形,无色,单胞,大小为(2.5~14.8)μm×(1.2~4.9)μm。在PDA上很容易产生子囊果。子囊果为橙黄色或橘红色至红色,球形或卵圆形;子囊果表面光洁,有些子囊果有根状菌丝;大小为(151.5~353.5)μm×(141.4~313.1)μm。子囊果有孔口,具短喙,喙长为24.6~125.5μm,直径为36.9~147.6μm。子囊圆柱形,薄壁,具有短柄,大小为(100.7~160.8)μm×(9.8~15.0)μm。短柄长为4.9~27.3μm。子囊内含8个子囊孢子,逐个单行排列在子囊中。子囊孢子圆形至卵圆形,透明或黄白色,表面具有纹饰,单胞,大小为(7.4~16.0)μm×(7.4~12.3)μm。进一步对该菌的核糖体 DNA的ITS序列扩增、测序并与NCBI基因库的已知序列进行比对,结果表明该菌与侵管新赤壳菌ITS序列的同源性高达98%。人工接种证明该真菌对广东省的栽培花生品种‘粤油7号’和‘粤油13号’均具有较强的致病力。根据上述病原菌的形态特征、分子鉴定结果和致病性结果证明:广东省发生的花生新病害是由侵管新赤壳菌引起的花生基腐病,这是该病在我国大陆的首次报道[13]。

本研究小组在随后两年多的调查中发现,花生基腐病在广东的多个市县都有发生,特别在沙壤土的田块中发病比较严重。在江西省也发现了花生基腐病的分布和危害,在扫描电镜下可见病原菌的子囊孢子表面外壁的纹饰为脑形纹饰,因此进一步将该病原菌鉴定为侵管新赤壳菌非洲变种(N.vasinfectavar.africana)[15]。鉴定结果与我国台湾早先报道的结果一致[10]。

本研究小组在广东也发现了由侵管新赤壳菌引起的大豆茎枯病,扫描电镜观察发现,从大豆上分离的侵管新赤壳菌菌株的子囊孢子表面的纹饰为沟回较深的皱缩形纹饰,因此,将该病原菌鉴定为侵管新赤壳 菌 侵 管 变 种 (N.vasinfecta var.vasinfecta)[16]。

除花生外,迄今已报道的侵管新赤壳菌的寄主植物还 包 括 大 豆[4,8,17],鹰 嘴 豆 (Cicer arietinum)、山珠豆(Centrosema pascuorum)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、木豆(Cajanus cajan)和绿豆(Vigna radiata)[11],白羽扁豆(Lupinus albus)[18],长硬皮豆(Macrotyloma uniflorum)[19],瓜儿豆(Cyamopsis tetragonoloba)、菽麻(Crotalaria juncea)和合欢树(Albizzia julibrissin)[8],辣 椒(Capsicum annuum)[20]和 南 非 红 树 茶 (Aspalathus linearis)[21]等,侵管新赤壳菌分布在世界各大洲,包括美国、日本、印度、越南、英国、南非和澳大利亚等国家和地区。

此外,据国外报道:侵管新赤壳菌也是人类致病菌,特别是对老人和免疫力低下或免疫力不健全的人,病原菌可局部侵染也可系统侵染,现有药物的治疗效果均不理想[22-24];迄今已有一例人受到侵管新赤壳菌系统侵染而死亡的病例报道[23]。

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