水稻稻曲病菌生長(zhǎng)與侵染因子
時(shí)間:2022-06-28 11:47:40
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稻曲病(falsesmutofrice)是水稻后期發(fā)生的一種重要的真菌性病害,主要危害水稻穗部。近年來(lái),隨著粳稻、兩系雜交稻的大面積推廣,該病發(fā)生日趨嚴(yán)重,給我國(guó)糧食生產(chǎn)帶來(lái)巨大損失[1]。尤其是稻曲病菌可產(chǎn)生對(duì)動(dòng)植物有害的毒素,因此稻曲病的防治對(duì)糧食安全保障至關(guān)重要。稻曲病菌菌絲及孢子在病害循環(huán)侵染過(guò)程中起著重要作用,而菌絲生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)與溫度、pH、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等因子有著密切關(guān)系;另外,氣象因子及寄主生育期對(duì)病菌孢子的釋放、侵染等也有影響[1]。本試驗(yàn)主要從溫度、pH、碳氮源及無(wú)機(jī)鹽等生態(tài)因素對(duì)稻曲病菌菌絲生長(zhǎng)和孢子萌發(fā)的影響進(jìn)行研究,旨在進(jìn)一步明確稻曲病菌的生物學(xué)特性及流行規(guī)律,為深入了解和防控稻曲病提供參考。
1材料與方法
1.1供試菌株
稻曲病菌株XC(宣城)、QJ(全椒)、QS(潛山)、FD(肥東)、LJ(廬江),由安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理教驗(yàn)室提供。
1.2溫度對(duì)菌絲生長(zhǎng)及孢子萌發(fā)的影響
1.2.1溫度對(duì)菌絲生長(zhǎng)的影響將各菌株菌碟接入PDA培養(yǎng)基,分別置5、10、15、20、25、28、30和35℃培養(yǎng),每處理3次重復(fù)。培養(yǎng)3、7、11、14和21d后用十字交叉法測(cè)量菌落直徑,計(jì)算菌絲生長(zhǎng)速率[2]。
1.2.2溫度對(duì)孢子萌發(fā)率的影響稻曲病菌在PS培養(yǎng)液中震蕩培養(yǎng)14d,濾去菌絲后制成孢子懸浮液備用。吸取0.5mL孢子液均勻涂布于PSA平板,然后將平板置不同溫度下黑暗培養(yǎng)12h后鏡檢萌發(fā)率,每平板鏡檢20個(gè)視野,以芽管長(zhǎng)度超過(guò)孢子直徑確定孢子萌發(fā)[3]。溫度設(shè)置同1.2.1。
1.3pH值對(duì)菌絲生長(zhǎng)及孢子萌發(fā)的影響
用1mol•L-1的HCl和NaOH分別將滅菌PDA培養(yǎng)基和孢子懸浮液的pH值調(diào)為3、4、5、6、7、8、9和10共8個(gè)處理,每處理3次重復(fù)。接菌后28℃培養(yǎng),測(cè)定菌落直徑和孢子萌發(fā)率,方法同1.2。
1.4不同碳、氮源及濃度對(duì)菌絲生長(zhǎng)的影響
以PA為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,加入蔗糖、葡萄糖、麥芽糖和淀粉等配成不同碳源培養(yǎng)基,各碳源添加量為每1000mL培養(yǎng)基20g。在含上述培養(yǎng)基平板上接入菌碟,28℃培養(yǎng)14d后測(cè)菌落直徑,篩選出最佳碳源,并設(shè)0、0.5%、1%、2%、3%和4%等6個(gè)濃度,分析碳源濃度對(duì)菌絲生長(zhǎng)的影響。每處理3次重復(fù)。以硝酸氨、硝酸鈣、氯化氨、L-天冬門(mén)酰胺、醋酸氨等為氮源,與PA基礎(chǔ)培養(yǎng)基配成不同氮源培養(yǎng)基,各氮源在1000mL培養(yǎng)基中的添加量根據(jù)各氮源中氮的含量折合濃度為0.1mol•L-1,接菌、培養(yǎng)方法均同上。上述均以PA作為對(duì)照。
1.5無(wú)機(jī)鹽對(duì)菌絲生長(zhǎng)、產(chǎn)孢量及菌絲鮮重的影響
以PDA培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,共設(shè)置9個(gè)處理:(1)硝酸鈣0.5g(A);(2)硫酸鎂0.5g(B);(3)硫酸亞鐵0.1g(C);(4)磷酸氫二鉀1.0g(X)+A;(5)X+B;(6)X+C;(7)磷酸氫二鈉1.0g(Y)+A;(8)Y+B;(9)Y+C。接入菌碟培養(yǎng)14d后測(cè)菌落直徑、產(chǎn)孢量及菌絲鮮重。每處理3次重復(fù)。
1.6病菌孢子致死溫度測(cè)定
將毛細(xì)管插入105mL-1的孢子懸浮液中,迅速在酒精燈上封口,分別移入溫度為50、55、56、58和60℃的水浴鍋中,靜置5min后涂于脅本哲氏培養(yǎng)基平板上,28℃黑暗培養(yǎng),14d后觀察菌落數(shù),以無(wú)菌落的最低溫度為該病菌孢子的致死溫度。
1.7氣象因子對(duì)稻曲病菌孢子釋放的影響
于2007年8月下旬水稻處于劍葉期時(shí),在分生孢子釋放高峰期,利用捕孢器(河南佳多)于晴天和陰雨天分別連續(xù)48h不間斷捕捉孢子,晴天最高氣溫為32℃,陰天最高為27℃。每2h換1次玻片,鏡檢、記錄該時(shí)段捕捉的分生孢子數(shù)。每玻片觀察100視野(注:試驗(yàn)田稻曲病發(fā)病率達(dá)17%)。
1.8寄主生育期對(duì)稻曲病菌侵入的影響
通過(guò)調(diào)整播期(12段播期,每段間隔3d),使接種時(shí)水稻生育期分別處于劍葉露尖、劍葉完全展開(kāi)、孕穗期(劍葉展開(kāi)后5~6d)、破口期、齊穗揚(yáng)花期和灌漿初期。采用噴霧法接種,接種濃度為100倍顯微鏡每視野下100~150個(gè)小孢子[4]。接種后用硫酸紙?zhí)状C刻幚斫?5叢,設(shè)空白對(duì)照。水稻乳熟后期調(diào)查接種稻叢的病穗率和病粒率。供試水稻品種為中熟粳糯稻“皖稻68”。
2結(jié)果與分析
2.1溫度對(duì)菌絲生長(zhǎng)及孢子萌發(fā)的影響
從圖1可看出,稻曲病菌菌絲生長(zhǎng)的最低溫度為5℃,10℃以上菌絲能正常生長(zhǎng)且隨溫度升高生長(zhǎng)速率加快,28℃達(dá)到最大值,30℃以上菌絲生長(zhǎng)受抑制。各菌株孢子萌發(fā)的最佳溫度為28℃,30℃后孢子萌發(fā)率開(kāi)始降低,56℃孢子萌發(fā)接近于0。
2.2pH值對(duì)菌絲生長(zhǎng)及孢子萌發(fā)的影響
從圖2可見(jiàn),pH值在3~10之間稻曲病菌菌絲均可生長(zhǎng),最適pH值為6~7;孢子在pH值為6~7時(shí)萌發(fā)率最高,當(dāng)pH值小于4或大于9時(shí),孢子不能萌發(fā)。各菌株之間差異不顯著(P>0.05)。
2.3不同碳、氮源及濃度對(duì)菌絲生長(zhǎng)的影響
試驗(yàn)結(jié)果表明,稻曲病菌生長(zhǎng)的最佳碳、氮源分別為蔗糖和L-天冬門(mén)酰胺,最佳濃度分別為2%和0.2%,濃度過(guò)高或過(guò)低均不利于菌絲生長(zhǎng)(圖3、圖4)。
2.4無(wú)機(jī)鹽對(duì)菌絲生長(zhǎng)、產(chǎn)孢量及菌絲鮮重的影響
從圖5可看出,病菌在9種不同的無(wú)機(jī)鹽組合中均可較好生長(zhǎng),菌落直徑多在3~4cm之間,其中以磷酸氫二鈉與硫酸鎂組合為最佳,菌落直徑為3.93cm,菌絲鮮重1.51g,產(chǎn)孢量為6.66×104mL-1。
2.5氣象因子對(duì)稻曲病菌孢子釋放的影響
從圖6可看出,稻曲病菌孢子釋放受氣象因子影響較大。連續(xù)48h的捕捉結(jié)果表明,晴天孢子釋放動(dòng)態(tài)為晝少夜多,波動(dòng)較大,釋放高峰期均在凌晨1:00~3:00之間;而陰雨天各時(shí)段孢子釋放量波動(dòng)較為平緩,沒(méi)有明顯的峰值。
2.6寄主生育期對(duì)稻曲病菌侵入的影響
2007年7~8月中旬連降雨,未防治的雜交秈稻發(fā)病嚴(yán)重,發(fā)病率達(dá)30%~40%;2008年8月中旬~9月上旬明顯降雨,未防治的粳稻發(fā)生嚴(yán)重,發(fā)病率達(dá)40%多。試驗(yàn)結(jié)果表明:稻曲病菌的主要侵染時(shí)期為孕穗期,其中孕穗前、中期尤為重要。在形態(tài)指標(biāo)上表現(xiàn)為劍葉完全展開(kāi)到劍葉完全展開(kāi)后5天為關(guān)鍵期。
3小結(jié)與討論
本研究結(jié)果表明,菌絲生長(zhǎng)及孢子萌發(fā)的最適溫度為28℃,pH值為6~7,這與張君成[5]等報(bào)道的結(jié)果一致。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)孢子對(duì)pH很敏感,其萌發(fā)集中在較窄的pH值范圍內(nèi),而這與水稻抗稻曲病的抗性是否存在某種關(guān)聯(lián),值得更深入地探討[8]。最適碳氮源及濃度的篩選結(jié)果表明最適稻曲病菌生長(zhǎng)的碳氮源分別是2%蔗糖和0.2%L-天冬門(mén)酰胺,這與張舒[3]等的報(bào)道相一致。在無(wú)機(jī)鹽篩選試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鎂離子、亞鐵離子以及鈣離子都能促進(jìn)菌落生長(zhǎng),且不同菌株之間對(duì)這幾種金屬離子的敏感程度存在明顯差異。供試的5個(gè)菌株菌落形態(tài)無(wú)明顯差異,但在菌絲生長(zhǎng)及孢子萌發(fā)上存在一定的地域差異,其中以FD菌株的菌絲生長(zhǎng)速率和孢子萌發(fā)率最快。本試驗(yàn)對(duì)氣象因子影響病菌孢子釋放量進(jìn)行了初步研究,發(fā)現(xiàn)晴天釋放量晝少夜多,存在明顯峰值,而陰雨天釋放量平緩且較大,沒(méi)有明顯峰值,這可能與不同氣候條件下的空氣濕度有關(guān)。
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