楊芮　方治國　詹家綏等

摘要：貴州省與云南省是我國重要的馬鈴薯種植區(qū)，為了明確馬鈴薯晚疫病病菌在這2個省份的交配型分布情況和致病疫霉菌卵孢子的生物學(xué)特性，采用對峙培養(yǎng)的方法對2010—2012年采集自貴州省和云南省的馬鈴薯晚疫病病菌菌株進(jìn)行了交配型測定，并采用MTT染色法和隔膜培養(yǎng)法研究馬鈴薯晚疫病病菌自育型菌株的卵孢子生物學(xué)特性。結(jié)果表明：在被測菌株中，自育型為優(yōu)勢菌株，比例高達(dá)91%，2個省間并沒有顯著性差異；貴州省和云南省2個群體的致病疫霉菌卵孢子平均活性率均隨培養(yǎng)時間的增加而下降；同時自育型菌株更容易誘導(dǎo)A1交配型產(chǎn)生卵孢子。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯晚疫病菌；交配型；自育型；卵孢子

中圖分類號： S432.1；S435.32 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）07-0122-03

收稿日期：2014-03-18

基金項(xiàng)目：國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（編號：CARS-10）；福建省教育廳項(xiàng)目（編號：JA12126）。

作者簡介：楊芮（1988—），女，河南洛陽人，碩士研究生，主要從事植物病理學(xué)方向的研究。E-mail：yangrui8891@163.com。

通信作者：潘賢，女，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事植物病理學(xué)方面的研究。E-mail：panxian218@163.com。致病疫霉[Phytophthora infestans （Mont.） de Bary]是馬鈴薯晚疫病的病原菌，由該菌引起的馬鈴薯晚疫病是一種全球普遍發(fā)生、造成馬鈴薯嚴(yán)重?fù)p失的毀滅性病害[1]，曾在19世紀(jì)40年代造成過舉世震驚的“愛爾蘭饑饉”。目前我國馬鈴薯種植面積已達(dá)世界第一位，馬鈴薯晚疫病的大面積暴發(fā)嚴(yán)重制約了我國的馬鈴薯產(chǎn)業(yè)[2-3]。致病疫霉是一種異宗配合的卵菌，1956年Niederhauser在墨西哥中部首次發(fā)現(xiàn)A2交配型以及大量卵孢子[4]。在1984年之前，A2交配型一直被認(rèn)為僅存在于墨西哥中部，其他地區(qū)僅有A1交配型，只通過游動孢子與孢子囊進(jìn)行無性生殖[5-6]。直到1984年在瑞士首次檢測到A2交配型后[7]，在歐洲、美洲、非洲、亞洲包括中國在內(nèi)的許多國家先后發(fā)現(xiàn)了A2交配型。Fry等指出致病疫霉A2交配型菌株的出現(xiàn)和遷移是近些年全球晚疫病再度大規(guī)模暴發(fā)的直接原因[8]。當(dāng)致病疫霉群體在同一個地方同時出現(xiàn)A1交配型與A2交配型或者存在自育型時，有性生殖就有可能發(fā)生，有性生殖不僅會產(chǎn)生具厚壁抗逆性強(qiáng)的卵孢子作為初侵染源，還提供了遺傳重組的機(jī)會，導(dǎo)致出現(xiàn)致病力更強(qiáng)的生理小種[9]，從而增加了病害防治的難度。

馬鈴薯晚疫病病菌交配型的研究一直以來都是研究其群體遺傳的主要內(nèi)容之一，尤其是自育型菌株的發(fā)現(xiàn)預(yù)示著馬鈴薯晚疫病病菌的生殖過程出現(xiàn)了新規(guī)律，因此卵孢子在晚疫病流行學(xué)中的存在機(jī)理和作用機(jī)制成為目前植物病理學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)[10]。本研究旨在明確我國貴州省與云南省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的交配型分布和自育型菌株卵孢子的生物學(xué)特性，推測馬鈴薯晚疫病病菌的主要生殖方式和有性生殖可能發(fā)生的概率，為進(jìn)行科學(xué)規(guī)范施藥與合理選用抗性品種相結(jié)合的防治方針提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試菌株

用來進(jìn)行交配型鑒定的供試菌株采自2010—2012年貴州省和云南省的4個群體共398株，采集地點(diǎn)與時間見表1。

3結(jié)論與討論

本研究對2010—2012年貴州與云南2省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的馬鈴薯晚疫病病菌進(jìn)行交配型測定，結(jié)果表明自育型菌株為優(yōu)勢菌株（共431個菌株，自育型比例為91%），近年來也有許多同類研究結(jié)果表明自育型菌株在中國馬鈴薯種植區(qū)出現(xiàn)：黃河早在1964年就曾發(fā)現(xiàn)過同宗配合菌株[12]；2001年和2007年，趙志堅(jiān)等在云南分離到自育型菌株[13]；Han等[14]與王英華等[15]分別在2007年與2003年在甘肅省發(fā)現(xiàn)自育型菌株；2008年，李本金等在福建連城發(fā)現(xiàn)自育型菌株[16]；2008年，楊繼峰等在內(nèi)蒙古發(fā)現(xiàn)13株馬鈴薯晚疫病自育型病菌，占被測菌株的13.8%[17]；2009年，馬云芳等在寧夏1個馬鈴薯種質(zhì)資源圃中發(fā)現(xiàn)了發(fā)生頻率為18.1%的馬鈴薯晚疫病自育型菌株[18]；2011年李洪浩等在檢測四川省馬鈴薯晚疫病病菌的交配型時發(fā)現(xiàn)自育型的發(fā)生頻率為18.4%[19]。自育型的出現(xiàn)有可能會影響現(xiàn)有的馬鈴薯晚疫病防治措施。本試驗(yàn)對馬鈴薯晚疫病自育型病菌卵孢子的研究主要從自育型產(chǎn)生的卵孢子活性和自育型是否能誘導(dǎo)A1、A2型產(chǎn)生卵孢子2個方面進(jìn)行。值得一提的是在本次研究中沒有觀察到染色為藍(lán)色的卵孢子，卵孢子被染為藍(lán)色說明卵孢子已經(jīng)度過休眠期，正處于萌發(fā)狀態(tài)。這種現(xiàn)象可能的原因?yàn)榕囵B(yǎng)時間相對較短，或者是培養(yǎng)時間過長導(dǎo)致卵孢子完全失去活力。2010年Widmer對櫟樹脂潰瘍病疫霉菌卵孢子的活性研究結(jié)果表明，卵孢子活性率在培養(yǎng)4～6周時最高，培養(yǎng)時間延長至14周時，菌株的卵孢子活性率降到最低，一般在10%以下[20]，這與本研究中卵孢子活性率隨著培養(yǎng)時間的增加而下降這一趨勢相吻合。

在本研究中檢測到大量自育型馬鈴薯晚疫病菌株，但自育型菌株誘導(dǎo)A1、A2交配型產(chǎn)生卵孢子的數(shù)量相對較少，推測田間條件下有性生殖發(fā)生的可能性很低。有性生殖產(chǎn)生的卵孢子是否能在田間條件下萌發(fā)，萌發(fā)后是否具有侵染力等問題也有待解決。綜上所述，應(yīng)對馬鈴薯晚疫病病菌群體進(jìn)行更全面的群體遺傳分析來進(jìn)一步預(yù)測疫霉菌有性生殖出現(xiàn)的概率以及對致病疫霉進(jìn)化機(jī)制產(chǎn)生的影響，從而為制定晚疫病防治策略提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Fry W. Phytophthora infestans：the plant （and R gene） destroyer[J]. Molecular Plant Pathology，2008，9（3）：385-402.

[2]Guo L Y，Zhu X Q，Hu C H，et al. Genetic structure of Phytophthora infestans populations in China indicates multiple migration events[J]. Phytopathology，2010，100（10）：997-1006.

[3]Li Y，de Vries R，Slaghek T，et al. Preparation and characterization of oxidized starch polymer microgels for encapsulation and controlled release of functional ingredients[J]. Biomacromolecules，2009，10（7）：1931-1938.

[4]S N J. The blight，the blighter and the blighted[J]. Transactions of the New York Academy of Science，1956，19（1 Series II）：55-63.

[5]Fry W E，Goodwin S B，Dyer A T，et al.Historical and recent migrations of Phytophthora infestans：chronology，pathways and implications[J]. Plant Disease，1993，77：653-661.

[6]Spielman L J，D. L.C.A second world-wide migration and population displacement of Phytophthora infestans[J]. Plant Pathology，1991，40（3）：422-430.

[7]Cárdenas M，Grajales A，Sierra R，et al. Genetic diversity of Phytophthora infestans in the Northern Andean region[J]. BMC Genetics，2011，（12）：23.

[8]Fry W E，Goodwin S B.Re-emergence of potato and tomato late blight in the United States[J]. Plant Disease，1997，81（12）：1349-1356.

[9]Scofield S R，Tobias C M，Rathjen J P，et al. Molecular basis of gene-for-gene specificity in bacterial speck disease of tomato[J]. Science，1996，274（5295）：2063-2065.

[10]楊宇紅，馮蘭香，謝丙炎，等. 致病疫霉有性生殖在晚疫病流行中的意義[J]. 植物保護(hù)，2003，29（5）：51-54.

[11]郭明浩，李華. 葡萄霜霉病原卵孢子的越冬存活及其影響因素[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2005，21（9）：358-361，451.

[12]黃河. 同宗配合的馬鈴薯晚疫病菌曾在中國被發(fā)現(xiàn)[J]. 植物病理學(xué)報，2002，32（4）：347-350.

[13]趙志堅(jiān)，曹繼芬，李燦輝，等. 云南致病疫霉交配型、甲霜靈敏感性、mtDNA單倍型及其群體演替研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（4）：727-734.

[14]Han M，Liu G，Li J P，et al. Phytophthora infestans field isolates from Gansu Province，China are genetically highly diverse and show a high frequency of self fertility[J]. Journal of Eukaryotic Microbiology，2013，60（1）：79-88.

[15]王英華，國立耘，梁德霖，等. 馬鈴薯晚疫病菌在內(nèi)蒙古和甘肅的交配型分布及對幾種殺菌劑的敏感性[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003，8（1）：78-82.

[16]李本金，呂新，蘭成忠，等. 福建省致病疫霉交配型、甲霜靈敏感性及生理小種組成分析[J]. 植物保護(hù)學(xué)報，2008，35（5）：453-457.

[17]楊繼峰，朱小瓊，國立耘，等. 內(nèi)蒙古西部地區(qū)馬鈴薯晚疫病菌的交配型分布及對3種殺菌劑的敏感性[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2011，26（5）：16-20.

[18]馬云芳，孫潔平，馬麗杰，等. 一個馬鈴薯種質(zhì)資源圃致病疫霉群體的分析[J]. 菌物學(xué)報，2013，32（5）：802-811.

[19]李洪浩，彭化賢，席亞東，等. 四川馬鈴薯晚疫病菌交配型、生理小種、甲霜靈敏感性及mtDNA單倍型組成分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（4）：728-736.

[20]Widmer T L. Phytophthora kernoviae oospore maturity，germination，and infection[J]. Fungal Biology，2010，114（8）：661-668.

[2]Guo L Y，Zhu X Q，Hu C H，et al. Genetic structure of Phytophthora infestans populations in China indicates multiple migration events[J]. Phytopathology，2010，100（10）：997-1006.

[3]Li Y，de Vries R，Slaghek T，et al. Preparation and characterization of oxidized starch polymer microgels for encapsulation and controlled release of functional ingredients[J]. Biomacromolecules，2009，10（7）：1931-1938.

[4]S N J. The blight，the blighter and the blighted[J]. Transactions of the New York Academy of Science，1956，19（1 Series II）：55-63.

[5]Fry W E，Goodwin S B，Dyer A T，et al.Historical and recent migrations of Phytophthora infestans：chronology，pathways and implications[J]. Plant Disease，1993，77：653-661.

[6]Spielman L J，D. L.C.A second world-wide migration and population displacement of Phytophthora infestans[J]. Plant Pathology，1991，40（3）：422-430.

[7]Cárdenas M，Grajales A，Sierra R，et al. Genetic diversity of Phytophthora infestans in the Northern Andean region[J]. BMC Genetics，2011，（12）：23.

[8]Fry W E，Goodwin S B.Re-emergence of potato and tomato late blight in the United States[J]. Plant Disease，1997，81（12）：1349-1356.

[9]Scofield S R，Tobias C M，Rathjen J P，et al. Molecular basis of gene-for-gene specificity in bacterial speck disease of tomato[J]. Science，1996，274（5295）：2063-2065.

[10]楊宇紅，馮蘭香，謝丙炎，等. 致病疫霉有性生殖在晚疫病流行中的意義[J]. 植物保護(hù)，2003，29（5）：51-54.

[11]郭明浩，李華. 葡萄霜霉病原卵孢子的越冬存活及其影響因素[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2005，21（9）：358-361，451.

[12]黃河. 同宗配合的馬鈴薯晚疫病菌曾在中國被發(fā)現(xiàn)[J]. 植物病理學(xué)報，2002，32（4）：347-350.

[13]趙志堅(jiān)，曹繼芬，李燦輝，等. 云南致病疫霉交配型、甲霜靈敏感性、mtDNA單倍型及其群體演替研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（4）：727-734.

[14]Han M，Liu G，Li J P，et al. Phytophthora infestans field isolates from Gansu Province，China are genetically highly diverse and show a high frequency of self fertility[J]. Journal of Eukaryotic Microbiology，2013，60（1）：79-88.

[15]王英華，國立耘，梁德霖，等. 馬鈴薯晚疫病菌在內(nèi)蒙古和甘肅的交配型分布及對幾種殺菌劑的敏感性[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003，8（1）：78-82.

[16]李本金，呂新，蘭成忠，等. 福建省致病疫霉交配型、甲霜靈敏感性及生理小種組成分析[J]. 植物保護(hù)學(xué)報，2008，35（5）：453-457.

[17]楊繼峰，朱小瓊，國立耘，等. 內(nèi)蒙古西部地區(qū)馬鈴薯晚疫病菌的交配型分布及對3種殺菌劑的敏感性[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2011，26（5）：16-20.

[18]馬云芳，孫潔平，馬麗杰，等. 一個馬鈴薯種質(zhì)資源圃致病疫霉群體的分析[J]. 菌物學(xué)報，2013，32（5）：802-811.

[19]李洪浩，彭化賢，席亞東，等. 四川馬鈴薯晚疫病菌交配型、生理小種、甲霜靈敏感性及mtDNA單倍型組成分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（4）：728-736.

[20]Widmer T L. Phytophthora kernoviae oospore maturity，germination，and infection[J]. Fungal Biology，2010，114（8）：661-668.

[2]Guo L Y，Zhu X Q，Hu C H，et al. Genetic structure of Phytophthora infestans populations in China indicates multiple migration events[J]. Phytopathology，2010，100（10）：997-1006.

[3]Li Y，de Vries R，Slaghek T，et al. Preparation and characterization of oxidized starch polymer microgels for encapsulation and controlled release of functional ingredients[J]. Biomacromolecules，2009，10（7）：1931-1938.

[4]S N J. The blight，the blighter and the blighted[J]. Transactions of the New York Academy of Science，1956，19（1 Series II）：55-63.

[5]Fry W E，Goodwin S B，Dyer A T，et al.Historical and recent migrations of Phytophthora infestans：chronology，pathways and implications[J]. Plant Disease，1993，77：653-661.

[6]Spielman L J，D. L.C.A second world-wide migration and population displacement of Phytophthora infestans[J]. Plant Pathology，1991，40（3）：422-430.

[7]Cárdenas M，Grajales A，Sierra R，et al. Genetic diversity of Phytophthora infestans in the Northern Andean region[J]. BMC Genetics，2011，（12）：23.

[8]Fry W E，Goodwin S B.Re-emergence of potato and tomato late blight in the United States[J]. Plant Disease，1997，81（12）：1349-1356.

[9]Scofield S R，Tobias C M，Rathjen J P，et al. Molecular basis of gene-for-gene specificity in bacterial speck disease of tomato[J]. Science，1996，274（5295）：2063-2065.

[10]楊宇紅，馮蘭香，謝丙炎，等. 致病疫霉有性生殖在晚疫病流行中的意義[J]. 植物保護(hù)，2003，29（5）：51-54.

[11]郭明浩，李華. 葡萄霜霉病原卵孢子的越冬存活及其影響因素[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2005，21（9）：358-361，451.

[12]黃河. 同宗配合的馬鈴薯晚疫病菌曾在中國被發(fā)現(xiàn)[J]. 植物病理學(xué)報，2002，32（4）：347-350.

[13]趙志堅(jiān)，曹繼芬，李燦輝，等. 云南致病疫霉交配型、甲霜靈敏感性、mtDNA單倍型及其群體演替研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，40（4）：727-734.

[14]Han M，Liu G，Li J P，et al. Phytophthora infestans field isolates from Gansu Province，China are genetically highly diverse and show a high frequency of self fertility[J]. Journal of Eukaryotic Microbiology，2013，60（1）：79-88.

[15]王英華，國立耘，梁德霖，等. 馬鈴薯晚疫病菌在內(nèi)蒙古和甘肅的交配型分布及對幾種殺菌劑的敏感性[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003，8（1）：78-82.

[16]李本金，呂新，蘭成忠，等. 福建省致病疫霉交配型、甲霜靈敏感性及生理小種組成分析[J]. 植物保護(hù)學(xué)報，2008，35（5）：453-457.

[17]楊繼峰，朱小瓊，國立耘，等. 內(nèi)蒙古西部地區(qū)馬鈴薯晚疫病菌的交配型分布及對3種殺菌劑的敏感性[J]. 華北農(nóng)學(xué)報，2011，26（5）：16-20.

[18]馬云芳，孫潔平，馬麗杰，等. 一個馬鈴薯種質(zhì)資源圃致病疫霉群體的分析[J]. 菌物學(xué)報，2013，32（5）：802-811.

[19]李洪浩，彭化賢，席亞東，等. 四川馬鈴薯晚疫病菌交配型、生理小種、甲霜靈敏感性及mtDNA單倍型組成分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，46（4）：728-736.

[20]Widmer T L. Phytophthora kernoviae oospore maturity，germination，and infection[J]. Fungal Biology，2010，114（8）：661-668.