大豆疫霉和大豆疫病.pdf

大豆疫霉和大豆疫病彭金火 谭 红 赵改萍 (大连动植物检疫局 大连 116001) (国家动植物检疫局 北京 )由疫霉引起的大豆 (G ly cine m ax L. )根腐和茎腐病 (大豆疫病 ) 于 1948 年最先见于美国的印第安纳州 , 公开报道则在1955 年 Kaufm ann 在耐病和抗病品种上 , 症状常仅限于侧根之腐烂 , 有时茎部有狭长的棕色、凹陷条斑 , 植株不死亡 ,仅见矮化和轻度失绿 , 但仍可造成产量损失 , 有时可达 40%大豆根部及茎基受大豆疫霉侵染并发病后 , 通常伴随镰刀菌 F usa rium spp. 的二次侵染 , 并在根及茎基产生大量子实体 ,不但加重大豆发病 , 而且容易导致误诊茎部的病斑通常很快发生大豆茎溃疡病 D i2ap orthe p haseolorum var. cau livora 并形成大量分生孢子器 , 也加重病状并导致误诊大豆疫霉一般不侵染大豆叶片 , 但因大风暴雨 , 病原飞溅至幼嫩叶片上时 , 可侵染叶片 , 造成叶片黄化枯萎 ; 湿度大时 , 病害可向叶柄和茎部扩展另外 , 大豆疫霉自然侵染豆荚和种子的报道也较少 , 但人工接种可造成豆荚及种子发病 , 并可在种子表皮内产生卵孢子 \[ 5 \]。

2 病原物的分类和命名引起大豆疫病的病原菌属卵菌纲、霜霉目、腐霉科的疫霉属在我国对外公布的A 类应检危险性生物名单上 , 采用的学名是 P hy top h thora m eg asp erm a D rech sler f.sp. g ly cinea \[ 6 \]Kaufm ann 同功酶、线粒体 DNA 内切酶限制片断长度的多态型 (R FL P s)等研究结果也均证实大豆菌株自成系列 \[ 8, 9 \] 1991 年 ,H an sen 和 M axw ell 根据已有致病性、形态学、生理学和分子生物学等领域的研究成果 , 认为大豆菌株、紫苜蓿菌株等可从P. m eg asp erm a 中划分出来 , 独立成种 , 而大豆菌株仍以 Kaufm ann 而大豆也只有大豆疫霉一种疫霉人工接种时 , 大豆疫霉可侵染白香草木犀 M elilotusa lba D ers. , 以及几种菜豆 P haseolus vu l2g a ris L. \[ 1, 2 \]3. 2 菌丝和菌落幼龄菌丝无横隔 , 老龄菌丝具有横隔一般呈直角分枝 , 分枝的基部稍稍缢缩菌丝宽 3～ 9Lm。

埋生于培养基内菌丝通常卷曲生长适温为 20～ 25℃ , 最高生长温度 32～ 35℃ , 最低生长温度 5℃在 20℃和 25℃时 , 菌丝的生长速度均小于 5mm 天 (CM A 和 CA ) , 属生长缓慢类疫霉适合菌丝生长的固体培养基有利马豆培养基(LBA )、 V 8 汁培养基 (V 8A )、胡萝卜培养基 (CA )、玉米粉培养基 (CM A )、燕麦粉培养基 (OM A ) 和绿豆培养基 (GGA , 彭金火和谭红 , 未发表资料 )等在胡萝卜培养基上 , 气生菌丝较发达 , 呈致密的絮状 , 无饰纹该特征可用来区分木本或果树上的 P.m eg asp erm a有菌丝膨大体3. 3 无性生殖孢子囊梗单生或简单分枝 , 内生层出型孢子囊顶生 , 倒梨型 , 偶有长椭圆型 ; 无乳突 , 偶见半乳突和乳突型孢子囊萌发时先形成泡囊 , 并很快破裂 , 游动孢子通过裂口释放 , 这是间接萌发 ; 有时孢子囊直接产生芽管 , 起分生孢子的作用 ; 或形成游动孢子 , 在孢子囊内萌发产生芽管 , 穿透孢子囊壁生长 \[ 1 \]游动孢子卵圆型 , 一端或二端较钝 , 一侧较扁平 , 具 2 根鞭毛。

游动孢子遇固体碰撞时易形成休止孢休止孢直接萌发 (产生芽管 ) 的适温为 25℃ , 间接萌发(产生游动孢子或小型孢子囊 ) 的温度为14℃ \[ 3 \]大豆疫霉菌株固体培养时一般不形成孢子囊 , 但首次分离培养时可偶见表生和埋生的孢子囊固体培养 6～ 10 天后用蒸馏水间隔半小时冲洗 5～ 6 次 , 即可产生大量孢子囊和游动孢子用作形态观察和测量、鉴定的孢子囊则可用豌豆液液体培养 ,然后用蒸馏水冲洗并加土壤浸出液诱导 ,可刺激孢子囊的形成孢子囊的长度因菌株和培养条件而异 , 一般为 23～ 88Lm , 平均 53～ 61Lm虽然任何形态特征均不能单独用来鉴定大豆疫霉 , 结合藏卵器直径和孢子囊长度则有一定的鉴别意义 \[ 10 \]3. 4 有性生殖产生雄器和藏卵器 , 同宗配合 , 即单个游动孢子后代可自交产生雄器和藏卵器 ,形成双核卵孢子雄器不规则形 , 一般侧生 , 也有围生的藏卵器壁薄 , 无饰纹 , 球形至亚球形 , 直径 29～ 58Lm , 平均 32～41Lm卵孢子壁厚 , 光滑 , 直径 26～ 40Lm成熟和休眠状态下卵孢子细胞质呈颗粒—871—1998 年第 3 期 植物检疫 PLAN T QUA RAN T IN E V o l. 12 N o. 3© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.状 , 中心有折光体 , 边缘有一对透明体。

纯培养和受侵染寄主体内均可形成大量卵孢子 , 最多时每克寄主根含 6000 多个卵孢子纯培养条件下 , 卵孢子形成约一个月后即可萌发成熟卵孢子在水琼脂培养基上培养 4 天即可开始萌发 , 7～ 14 天达到高峰期卵孢子的萌发适温为 23℃～ 27℃ ,需光照适合大豆疫霉形成藏卵器、雄器和卵孢子的固体培养基有 CA、 LBA、 V 8A、CM A 和 GGA 等3. 5 其它特征用来鉴定大豆疫霉的还有菌丝全蛋白电泳 , 同功酶及 R FL P s 等特征 \[ 7, 8, 9 \]4 生态特征和侵染循环大豆疫霉是典型的土壤真菌 , 只能以抗逆性很强的卵孢子在土壤中和土壤中的寄主残体内越冬并长期生存 , 其菌丝、孢子囊、游动孢子、休止孢等无性繁殖器官则不能在土壤中长期生存如在 25℃的土壤中 , 休止孢到第 5 天时即全部消解 , 菌丝在土壤中也不能作腐生生长 \[ 11 \]连续 4 年种植非寄主作物不能消除大豆疫病 \[ 12 \] 8 月份 (有性和无性阶段共同存在时期 )的田间大豆疫霉种群数量不能预测来年的发病趋势 , 而 4 月份 (只有有性阶段 ) 的田间大豆疫霉种群数量和产量损失有较大的相关性。

当春季温度和湿度适宜时 , 卵孢子即打破休眠萌发 , 产生孢子囊孢子囊在田间集积 , 雨后或灌溉后有积水时 , 孢子囊很快释放出大量游动孢子 , 游动孢子随流水在田间作较远距离的传播 , 成为初次侵染源游动孢子受寄主根系分泌物的吸引 , 朝根系游动并在根组织上休止、萌发 , 产生压力胞穿透寄主表皮 , 在寄主细胞间通过吸器作寄生生长 , 同时在受侵染根系的表面形成大量孢子囊 , 并将游动孢子释放到土壤中 , 随流水传播 , 成为二次侵染源 \[ 3, 12 \]其实 , 由于土壤中始终存在卵孢子 \[ 12 \], 只要条件合适 , 卵孢子即可萌发形成孢子囊和游动孢子 , 造成侵染发病 , 所以田间发病时 , 并无明显的初次侵染发病和二次侵染发病的界限大豆疫霉以何种方式作远距离传播尚不十分清楚周肇蕙和严进等报道 , 人工接种时大豆疫霉可侵染大豆种子并在种皮内形成卵胞子 , 但未能使干燥种子中的卵胞子萌发 \[ 5 \] K lein 将带病种子作湿冷处理 , 2个月后可使病种子中的卵孢子萌发 \[ 13 \]因此 , 大豆疫霉可能通过如下几种途径作远距离传播 : 病残体 , 土壤中及种子表面粘附的卵孢子 , 甚至包括种皮内的卵孢子。

5 发病条件5. 1 寄主的抗病性大豆品种对大豆疫霉有 2 种类型的抗病性 : 一是大豆品种和生理小种的专化型或基因对基因抗病性目前已发现 14 个抗病性基因 , 分布在 7 个位点 (L oci) 上 ; 相应地 , 应用 8 个鉴别寄主 , 已鉴定出的生理小种已达 43 个二是田间抗病性或耐病性 ,即大豆品种可忍受一定的发病而没有产量损失 , 甚至不表现矮化症状无论是抗病品种、耐病品种还是感病品种 , 大豆疫霉均可侵染并在根或茎组织内形成卵孢子 , 但在抗病品种上 , 大豆疫霉侵染 24 小时便停止扩展 , 且形成的卵孢子较少 \[ 12 \]5. 2 土壤湿度和温度大豆疫霉只能以游动孢子直接侵染寄主发病 , 而游动孢子的释放和运动必须具有流动水 , 因此 , 土壤水分是影响发病和严重度的重要环境条件之一低洼、易积水的粘土型土壤适合发病 , 而排水性能良好的砂土地发病较轻 \[ 2, 3 \]尽管大豆疫霉菌丝生长的适宜温度为 20℃～ 25℃ , 但土壤温度为 15℃时能造成最大损害5. 3 耕作制度翻耕可稀释或降低大豆疫霉的种群数量 , 翻耕土壤中的大豆疫霉数量比不翻耕—971—1998 年第 3 期 植物检疫 PLAN T QUA RAN T IN E V o l. 12 N o. 3© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.土壤的低。

另外 , 翻耕可改善土壤排水性能 , 进而影响发病程度6 大豆疫霉的分离和检测6. 1 分离从发病初期的茎杆分离大豆疫霉比较简单 : 取病健交界处用 0. 5%～ 1. 5% 的次氯酸钠表面消毒 1～ 3 分钟 , 放在 CAM、V 8A 或 LBA 上培养 1～ 3 天即可得到纯的大豆疫霉菌落 \[ 2 \]从有二次侵染的发病中后期茎杆分离病原时 , 可采用半选择性培养基应用较广泛的半选择性培养基每1000m l 基础培养基 (LBA、 V 8A 或 CM A )含匹马霉素 10m g, 万古霉素 200m g,PCNB 100m g (PV P ) 或 PCNB 20m g, 苯莱特 5m g, 新丝链霉素 100m g, 氯霉素 10m g(PBN C) , 尤以 PBN C 或其改良型应用较广泛但无论是 PV P 还是 PBN C, 均严重抑制大豆疫霉菌丝的生长 , 而采用 PPS (含匹马霉素 8m g L , 青霉素 200m g L , 链霉素 10m g L ) 或 NBPS (含制霉菌素 4m g L , 苯莱特 2m g L , 青霉素 200m g L , 链霉素 10m g L ) 几乎不影响大豆疫霉菌丝的生长 (彭金火 , 未发表资料 ) , 可比较容易地分离到大豆疫霉。

从发病根部分离大豆疫霉比较困难 ,除了采用半选择性培养基分离外 , 还可将发病根组织清洗后在蒸馏水中培养 , 此时在根的周围可产生孢子囊并释放出游动孢子 , 然后将游动孢子吸到半选择性培养基上萌发 , 也可得到大豆疫霉 \[ 12 \]适合大豆疫霉游动孢子萌发的半选择性培养基为NBPS (彭金火 , 未发表资料 )6. 2 检测虽然有直接从土壤分离和检测大豆疫霉的报道 , 但实际上 , 由于种植大豆的土壤中 也 往 往 含 有 大 量 Py th ium spp. 和M ortierella spp. , 能选择性地抑制多种腐霉菌的恶霉灵 (hym exazo l) 也强烈抑制大豆疫霉 (彭金火 , 未发表资料 ) , 因而从土壤中直接分离和检测大豆疫霉极为困难 , 成功率较小采用大豆叶片、幼苗、子叶诱集等间接分离、检测技术 , 可以较成功地检测到土壤中的大豆疫霉6. 2. 1 幼苗生物检测 土壤经风干后碾碎、过筛 (孔径 2mm ) , 然后加水至饱和状态并任其自然干燥当土壤出现裂缝时用塑料袋密封保湿培养 , 该过程约需 2 。