廣西百色西番蓮莖基腐病病原菌分離與鑒定

楊翠鳳，滕 崢，余爵運，林有林

（1.百色學院農業與食品工程學院，廣西百色 533000；2.百色市玉米研究所，廣西百色 533604）

西番蓮（Passiflora coeruleaL.）為西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora）多年生常綠攀緣性藤本果樹，因其果汁可散發出多種水果的香味，又名百香果［1］。西番蓮產業經濟效益顯著，在廣西發展迅猛，是農村農民脫貧致富和鄉村振興重點推廣的經濟作物。在中國南亞熱帶地區，西番蓮被列為重點開發的作物之一，西番蓮飲料還被列為中國國家級“星火”計劃項目、“七五”重點科技攻關項目以及福建、廣西等省份的“出口創匯”發展項目、“優果工程”的新目標［2，3］。研究表明，引起植物的莖基腐病主要病原菌為鐮孢屬（FusariumLink ex Fr.）、腐霉屬（Pythium）兩大類。莖基腐病的最初侵染源主要分布在病土以及植物病殘體內越冬的卵孢子、田間土壤、帶菌的種子和植物病殘體。對病原侵染組織后的植株細胞結構進行觀察，發現鐮孢菌主要分布在植物的韌皮部，而腐霉菌主要分布在植物的導管［4］。莖基腐病對小麥、番茄、玉米等作物均有著極其嚴重的危害［5-9］。莖基腐病是西番蓮生產上主要病害之一，嚴重影響著西番蓮種植業的發展，尤其是在炎熱多雨高濕的季節，氣候條件對西番蓮莖基腐病病原菌的傳播及繁殖極其有利，引起西番蓮莖基腐病病害的急劇加重。林壽峰等［10］、李德福等［11，12］對病原物進行分離培養、鏡檢及致病性測定表明，導致福建省西番蓮莖基腐病的病原菌為茄腐皮鐮刀菌（Fusarium solani），有性世代為紅球絲赤殼菌（Netria haematoccoca），引起廣東西番蓮莖基腐病的病原菌也鑒定為腐皮鐮孢菌［Fusarium solani（Mart）Sacc］［13］，這些研究結果與巴西［14，15］、哥倫比亞地區［16］檢測結果一致。而鄭加協等［17］、黃盈等［18］通過對病原物分離培養、形態特征觀察與致病性測定等試驗，發現另一種引起西番蓮莖基腐病發病的致病菌——鐮孢屬美麗組（Section Elegans Wr.）的尖鐮孢菌（Fusarium oxysporumSchlecht）。陳星［19］研究結果表明引起廣西防城港西番蓮莖基腐病發病的致病菌為尖孢鐮刀菌（Fusarium axysporum），研究結果與巴西少部分地區檢測結果［20，21］一致。詹儒林等［22］采用常規鑒定法對海南瓊海西番蓮莖基腐病病原菌進行鑒定，根據形態特征和最適生長溫度將病原菌鑒定為煙草疫霉菌?？梢?，引起西番蓮莖基腐病的致病菌可能有多種，本研究擬明確廣西百色市百香果莖基腐病的主要致病菌，以期為進一步對西番蓮莖基腐病有效防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材 試材為百色市石山地區西番蓮莖基腐病發病初期莖段，采樣時間及地點分別為2018 年凌云縣邏樓鎮、2018 年平果市太平鎮、2020 年田陽區坡洪鎮。

1.1.2 試劑 主要試劑：75%乙醇溶液、0.1% HgCl2溶液、馬鈴薯葡萄糖瓊脂（PDA）培養基、瓊脂粉、丙三醇、工業乙醇等。其中，馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基配方：馬鈴薯200 g、瓊脂粉20 g、葡萄糖20 g、無菌水1 000 mL。

1.1.3 儀器 主要儀器設備：超凈工作臺、立式壓力蒸汽滅菌鍋、隔水式電熱恒溫培養箱、電子天平、搖床、光學顯微鏡等。

1.2 方法

1.2.1 病原菌分離、培養及純化 采用組織塊分離法進行病原真菌的分離。于無菌超凈工作臺內，用提前準備的滅菌剪刀將西番蓮病害部位剪切為0.5 cm 大小的組織塊，剪切的組織塊需用75%乙醇溶液進行30 s滅菌，用無菌水漂洗3 次，再用0.1%升汞進行2 min 的消毒，無菌水漂洗3 次，將組織塊直接接種于馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基上，每個培養基接種3～5 塊組織塊，移至無菌培養室內，置于28 ℃隔水式電熱恒溫培養箱培養，定時觀察菌落生長情況并進行詳細記錄。采用三點接種法對目標菌株進行純化培養。分別采用試管斜面貯藏法和甘油貯藏法對菌株進行短期和長期保存。

1.2.2 菌株鑒定

1）形態學觀察：觀察目標菌株菌落顏色、邊緣生長情況、菌絲形狀等，挑取菌絲于載玻片上制成臨時裝片，使用光學顯微鏡觀察孢子形態、大小，初步確定所分離病菌所屬種類。

2）致病性測定：采用科赫法則進行病原物致病性測定，于超凈工作臺上接種百香果莖基腐病病原菌菌懸液，接種的液體培養基菌懸液移至搖床培養8 h（溫度28 ℃、轉速180 r/min），然后用血球計數板計數，制備成1.0×108個孢子/mL 懸浮液。用解剖針分別將百香果離體莖段和幼苗基部表皮刺傷5～8針，然后將制備的孢子懸浮液均勻涂抹患處，接種后定期觀察發病情況，并從病斑組織上再次分離病原物。

3）菌株rDNA-ITS 序列測定：采用小批量DNA提取試劑盒（上海碧云天生物科技有限公司）提取菌株基因組總DNA。利用通用引物ITS1：5′-TAT AGCATT CCCCGTTTA-3′，ITS4：5′-TCCTAA TAA ACCAATTGC-3′進行PCR擴增。PCR反應體系為50 μL：2×TaqMasterMix 25 μL、上游引物和下游引物各2 μL，DNA 模板4 μL、ddH2O 17 μL。PCR 反應程序：94 ℃預變性3 min，94 ℃變性30 s，55 ℃退火15 s，72 ℃延伸1.5 min，共35 個循環，最后72 ℃延伸5 min。PCR 產物用1.0%的瓊脂糖凝膠電泳檢測。將PCR 產物回收純化后連接至pMD18-T 連接載體，轉入大腸桿菌DH5α 感受態細胞，挑取陽性克隆送至南寧國拓生物科技有限公司測序。

采用DNAStar對序列進行比對分析，然后在NCBI數據庫進行BLAST 比對分析，利用Mega 5.05軟件進行相應序列的同源性分析，并采用Neighbor-Joining（NJ）鄰接法自展1 000次構建系統發育進化樹。

2 結果與分析

2.1 菌株形態特征

采用組織塊分離法進行西番蓮莖基腐病病原真菌的分離，經分離純化后得到6 株菌株，其中從平果市太平鎮紫香1 號西番蓮莖基腐病植株中分離到2株真菌，編號為ZB1、ZC1，從凌云縣邏樓鎮紫香1 號西番蓮莖基腐病植株中分離到2 株真菌，編號為Y1-1、Y4-2，從田陽區坡洪鎮臺農1 號西番蓮莖基腐病植株中分離到2 株真菌，編號為BS-3、BS-4。6株菌株菌落呈均勻或綿絮狀，多為白色或灰白色，氣生菌絲茂盛至十分茂盛，稠密或蓬松，邊緣明顯。其中ZB1 和BS-3 的菌落特征與霉菌菌落特征最為相似，ZC1、Y1-1、Y4-2、BS-4 與鐮刀菌菌落特征相似，具體如圖1 和表1 所示。

表1 菌株形態特征

圖1 菌株菌落形態

2.2 接種后發病部位特征

“2.1”菌株的離體接種致病力鑒定中以BS-4 菌株的致病力最強，接種BS-4 菌株后45 d 觀察的臺農1 號西番蓮植株形態如圖2 所示。具體表現：發病部位為距離地面約10 cm 的植株根部，初期癥狀表現為水漬狀暗褐色病斑，一段時間后病斑部位凹陷呈海綿狀腐爛，隨著腐爛癥狀加深，植株皮層腐爛脫落，顯露出莖段內木質部，病害部位表皮覆蓋有粉紅色病原物，伴隨著根部的腐爛，葉片逐漸枯萎，果實逐漸萎縮干癟，直至整株死亡。

圖2 西番蓮莖基腐病發病癥狀

2.3 菌株ITS 序列測定

通過測定rDNA-ITS 序列對菌株進行分子鑒定，結果（圖3、表2）表明，從田陽區坡洪鎮臺農1 號西番蓮莖基腐病分離到的BS-4 菌株與尖孢鐮刀菌的親緣關系最近，同源性達98%；從凌云縣邏樓鎮紫香1 號西番蓮莖基腐病分離到的Y1-1 菌株與串珠鐮刀菌（Fusarium proliferatum）的親緣關系最近，同源性為100%；從平果市太平鎮紫香1 號西番蓮莖基腐病分離到的ZB1 菌株與焦腐病菌（Lasiodiplodia theobromae）的親緣關系最近，同源性為100%；從田陽區坡洪鎮臺農1 號西番蓮莖基腐病分離到的BS-3 菌株與煙草疫霉菌（Phytophthora nicotianae）的親緣關系最近，同源性為99%；而ZC1 與Y4-2 菌株尚未鑒定到種，有待進一步研究和驗證。

表2 菌株分子鑒定結果

圖3 基于菌株rDNA-ITS 序列構建的系統發育樹

3 討論

鐮孢菌屬真菌是常見的病原真菌，常引起植株莖腐、根腐、枯萎等，其作為莖基腐病的病原在很多作物的研究中已得到證實，如腐皮鐮刀菌為甘薯莖基腐病的主要致病菌［23］，此次研究從廣西百色市西番蓮莖基腐病病株中分離得到6 株病原真菌，有4 株被鑒定為鐮刀菌屬，說明鐮刀菌是西番蓮莖基腐病的主要致病菌。腐皮鐮刀菌、尖孢鐮刀菌、煙草疫霉菌已被鑒定為西番蓮莖基腐病的病原菌，引起福建省西番蓮莖基腐病的致病菌有腐皮鐮刀菌和尖孢鐮刀菌［11，12］，導致廣東省西番蓮莖基腐病的致病菌為腐皮鐮刀菌［13］，引起廣西防城港市西番蓮莖基腐病的致病菌為尖孢鐮刀菌［19］，本研究在廣西百色市同樣分離得到尖孢鐮刀菌，與廣西防城港市分離得到的結果一致，推測引起廣西西番蓮莖基腐病的優勢致病菌為尖孢鐮刀菌。

通過對西番蓮莖基腐病癥狀觀察發現，西番蓮發病部位出現腐爛現象，結合邱金忠［24］研究報道中指出霉腐菌也為西番蓮莖基腐病混合致病菌，本研究采集的西番蓮莖基腐病病害樣本中分離得到煙草疫霉菌、焦腐病菌，證實霉腐菌為引起西番蓮莖基腐病病害的混合致病菌之一。此外，本研究從西番蓮莖基腐病發病部位還分離獲得了除常見病原菌之外的焦腐病菌、串珠鐮刀菌，以上研究結果對西番蓮莖基腐病的有效防治與生產實踐具有重要的理論指導意義。

4 小結

本次研究從廣西百色市西番蓮莖基腐病發病部位分離得到6 種不同類型的病原菌，其中4 株分別鑒定為尖孢鐮刀菌、煙草疫霉菌、焦腐病菌和串珠鐮刀菌，2 株為鐮刀菌，尚未鑒定到種，表明西番蓮莖基腐病是由單一或多種致病菌混合侵染引起的真菌病害，結合研究成果，推測尖孢鐮刀菌是廣西西番蓮莖基腐病的優勢致病菌。