兩種馬鈴薯干腐病鐮刀菌的生物學(xué)特征

王艷玲　張紊瑋　楊麥娟　冷非凡　程方婷　高上貴（蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院 甘肅 蘭州 730050 （甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 甘肅 蘭州 730070）

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兩種馬鈴薯干腐病鐮刀菌的生物學(xué)特征

王艷玲1張紊瑋2楊麥娟1冷非凡1程方婷1高上貴1
（1蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院 甘肅 蘭州 730050 （2甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 甘肅 蘭州 730070）

從溫度、pH值、碳源和氮源等方面對(duì)腐皮鐮刀菌F1（Fusarium solani）和硫色鐮刀菌F2（Fusarium sulphureum）的生物學(xué)特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明在PDA培養(yǎng)基上，腐皮鐮刀菌以28℃為最適生長(zhǎng)溫度，以pH值10-12為最適，最適碳氮源是蔗糖和硝酸鈉。硫色鐮刀菌最適生長(zhǎng)溫度為25℃，最適pH值7-8，最適碳氮源是葡萄糖、硝酸鈉和蛋白胨。

營(yíng)養(yǎng)；溫度；pH；生物學(xué)特征

隨著甘肅馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大，貯藏期病害馬鈴薯干腐病已成為一個(gè)迫切需要研究和解決的問(wèn)題。然而當(dāng)前防治該病害最主要且直接的手段是采用化學(xué)試劑［1］，但這樣會(huì)造成環(huán)境污染、病原菌產(chǎn)生抗性以及殘留的農(nóng)藥會(huì)給人類健康帶來(lái)危害。因此尋找替代化學(xué)試劑來(lái)控制干腐病害發(fā)生的方法迫在眉睫。儲(chǔ)藏期間外界的環(huán)境變化對(duì)馬鈴薯保存及干腐病病原菌的發(fā)生影響很大，所以研究干腐病病原菌外界環(huán)境條件及營(yíng)養(yǎng)的要求對(duì)于儲(chǔ)藏期防治該病害有及其重要的意義。

研究者們針對(duì)不同地區(qū)的馬鈴薯干腐病病原菌的生物學(xué)特征進(jìn)行一定的研究，例如尖孢鐮孢菌在20-30℃溫度范圍內(nèi)都能生長(zhǎng)且最適pH為6-8［2，3］。蔣繼宏等人［4］研究表明內(nèi)生鐮孢菌（Fusarium sp. G1024） 最適的生長(zhǎng)溫度為25℃，同時(shí)在pH4-7.5，菌落生長(zhǎng)健壯，菌絲濃密旺盛而且產(chǎn)孢較多。Fusarium spp.能利用不同的碳、氮源，但利用能力存在差異［5-7］。甘肅省優(yōu)勢(shì)病原菌腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌的研究?jī)H限于李金花［8］和何蘇琴等人［9］進(jìn)行了初步的報(bào)道，沒(méi)有進(jìn)行很深入的研究。為探究該病害發(fā)病的發(fā)生規(guī)律及綜合防治提供一定的理論依據(jù)，我們從溫度、pH和碳氮源等方面對(duì)其生物學(xué)特征進(jìn)行初步的研究。

1、材料和方法

1.1菌種來(lái)源

菌種F1和F2來(lái)源于蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院基因工程實(shí)驗(yàn)室分離保存。

1.2病原菌的生物學(xué)特征

從pH、溫度、碳源、氮源等方面研究?jī)煞N鐮刀病原菌的最適溫度、最適pH值、最適碳氮源以及菌落直徑、產(chǎn)孢量的影響。

1.2.1溫度對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響：選擇不同的溫度，腐皮鐮刀菌（24℃、26℃、28℃、30℃、32℃），硫色鐮刀菌（20℃、23℃、25℃、26℃、28℃）接種直徑相同的菌餅與上述培養(yǎng)基上在恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)5d測(cè)量菌落直徑和分生孢子數(shù)量。

1.2.2pH對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響：選擇不同的pH，腐皮鐮刀菌（5、6、7、8、9、10、12），硫色鐮刀菌（6、7、8、10、12）接種直徑相同的菌餅與PDA培養(yǎng)基上，其他操作依照1.2.1培養(yǎng)5d測(cè)量菌落直徑和分生孢子數(shù)量。

1.2.3碳源對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響：以查氏培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，分別加入等量的葡萄糖、可溶性淀粉、乳糖、麥芽糖以代替蔗糖為碳源制成相應(yīng)的平板培養(yǎng)基，并設(shè)無(wú)碳源培養(yǎng)基為對(duì)照［10］。相同直徑大小的腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌餅接種于上述培養(yǎng)基中央，分別在28℃和25℃下恒溫黑暗培養(yǎng)，每1d測(cè)量菌落直徑并觀察菌落生長(zhǎng)情況，4d后收集孢子用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。

1.2.4氮源對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響：以查氏培養(yǎng)基為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，分別用等量的硝酸銨、硫酸銨，甘氨酸、蛋白胨等氮源替換硝酸鈉，并設(shè)無(wú)氮培養(yǎng)基為對(duì)照，其他操作均同上，每培養(yǎng)1d后測(cè)量菌落直徑并觀察菌落生長(zhǎng)情況，4d后收集孢子用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。

2、結(jié)果與分析

2.1兩種鐮刀菌生物學(xué)特性的研究

2.1.1溫度對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響：在不同溫度（24℃、26℃、28℃、30℃、32℃）下培養(yǎng)腐皮鐮刀菌，每隔一天測(cè)定菌落直徑及孢子數(shù)量，結(jié)果表明，腐皮鐮刀菌在24-32℃均可以生長(zhǎng)，但在28℃菌落生長(zhǎng)最旺盛，產(chǎn)孢量也是最多（圖1A，B）；不同的溫度梯度（20℃、23℃、25℃、26℃、28℃）培養(yǎng)硫色鐮刀菌，在25℃生長(zhǎng)最快，產(chǎn)孢量也最多。在28℃生長(zhǎng)非常緩慢，菌絲也較稀疏；隨著溫度的變化，孢子的產(chǎn)量是呈上升趨勢(shì)（圖1C，D）。

圖1　溫度對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響 A，B：不同溫度下腐皮鐮刀菌菌落直徑和產(chǎn)孢量的變化； C，D：不同溫度下硫色鐮刀菌菌落直徑和產(chǎn)孢量的變化

2.1.2pH對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響：不同的pH值（5、6、7、8、9、10、12）和（6、7、8、10、12）下，每隔一天測(cè)定菌落直徑及孢子數(shù)量，腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌均在設(shè)定的pH范圍均能夠生長(zhǎng)（圖2A，C）。pH值為5-12時(shí)，腐皮鐮刀菌的生長(zhǎng)不受pH太大的影響， pH值為12時(shí)產(chǎn)孢量最多；偏堿性條件下產(chǎn)孢量會(huì)增多，隨著pH值的升高，產(chǎn)孢量呈下降趨勢(shì)（圖2A，B）；在將廣泛的pH梯度范圍內(nèi)，硫色鐮刀菌均可以生長(zhǎng)，但在pH為7-8時(shí)生長(zhǎng)的最好且生長(zhǎng)5d后的菌落直徑為53.2-55.4mm，pH為7時(shí)產(chǎn)孢量最多，越過(guò)pH7之后隨著pH值升高，產(chǎn)孢量呈上升趨勢(shì)（圖2C，D）。

圖2　pH值對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響A，B：不同pH值下腐皮鐮刀菌菌落直徑和產(chǎn)孢量的變化； C，D：不同pH值下硫色鐮刀菌菌落直徑和產(chǎn)孢量的變化；

2.1.3碳源對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響：結(jié)果表明，在所有供試的碳源培養(yǎng)基上，腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌均可以生長(zhǎng)，但對(duì)不同的碳源的利用有所差異（圖3）。

在含有蔗糖的培養(yǎng)基上，腐皮鐮刀菌菌落生長(zhǎng)相對(duì)迅速，菌絲也很茂盛，在其他培養(yǎng)基上生長(zhǎng)情況差異不顯著；然而在含有蔗糖和麥芽糖培養(yǎng)基上腐皮鐮刀菌的產(chǎn)孢量最多，而其他含糖的培養(yǎng)基上的產(chǎn)孢量較無(wú)碳培養(yǎng)基無(wú)顯著的變化（圖3A，B）。硫色鐮刀菌在含有麥芽糖和葡萄糖的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)5d后菌落直徑分別是對(duì)照的1.41和1.32倍，菌落生長(zhǎng)迅速，菌毛濃密；硫色鐮刀菌產(chǎn)孢量在含有葡萄糖和麥芽糖的培養(yǎng)基上是最多的（圖3C，D）。結(jié)果表明硫色鐮刀菌最適碳源為葡萄糖和麥芽糖，而腐皮鐮刀菌結(jié)合菌落生長(zhǎng)以及產(chǎn)孢量的情況，其最適的碳源為蔗糖。

圖3　碳源對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響A，B：不同碳源培養(yǎng)下腐皮鐮刀菌菌落直徑和產(chǎn)孢量的變化； C，D：不同碳源培養(yǎng)下硫色鐮刀菌菌落直徑和產(chǎn)孢量的變化； C1：乳糖； C2：葡萄糖； C3：蔗糖； C4：可溶性淀粉； C5：麥芽糖； C0：無(wú)碳。

2.1.4氮源對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響：與對(duì)照比較除硝酸銨以外其他氮源均能促進(jìn)腐皮鐮刀菌菌落的生長(zhǎng)，其中在含有硝酸鈉培養(yǎng)基上生長(zhǎng)最為迅速，甘氨酸次之（圖4A）；產(chǎn)孢量也是在含有硝酸鈉的培養(yǎng)基是最多的，甘氨酸次之（圖4B）；結(jié)果表明，硝酸鈉為腐皮鐮刀菌最適的氮源。與對(duì)照比較，所供試的氮源均能促進(jìn)硫色鐮刀菌的生長(zhǎng)，其中蛋白胨的效果最佳，其次硝酸鈉，同時(shí)產(chǎn)孢量也是一樣（圖4C，D）；由此表明，硫色鐮刀菌最適氮源為蛋白胨和硝酸鈉。

圖4　氮源對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落生長(zhǎng)及產(chǎn)孢量的影響A，B：不同氮源培養(yǎng)下腐皮鐮刀菌菌落直徑和產(chǎn)孢量的變化； C，D：不同氮源培養(yǎng)下硫色鐮刀菌菌落直徑和產(chǎn)孢量的變化； N1：硝酸鈉 NaNO3； N2：蛋白胨；N3：硝酸銨 NH4NO3；N4：硫酸銨 （NH4）2SO4；N5：甘氨酸 Gly；N0：無(wú)氮

3、討論和結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果表明腐皮鐮刀菌在24-32℃均可以生長(zhǎng)，且最適生長(zhǎng)溫度為28℃， pH5-12范圍內(nèi)生長(zhǎng)良好，堿性條件下產(chǎn)孢量最多。這與李伶俐［11］的結(jié)果基本一致；硫色鐮刀菌在20-28℃，但在25℃生長(zhǎng)最快；在pH6-12均可以生長(zhǎng)，但在弱堿下菌落生長(zhǎng)較好，在弱酸及中性條件下產(chǎn)孢量最多。這與王金花、何蘇琴等［8，9］的研究結(jié)果基本相同。

以菌落直徑或生長(zhǎng)速率作為評(píng)價(jià)病原物對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求的作為標(biāo)準(zhǔn)，我們選擇不同的碳氮源物質(zhì)對(duì)腐皮鐮刀菌和硫色鐮刀菌菌落直徑生長(zhǎng)速率及產(chǎn)孢量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明腐皮鐮刀菌最適碳源為蔗糖，最適氮源為硝酸鈉，與番木瓜枯萎病菌茄病鐮孢（F. solani f. sp. Glycines）［6］菌絲生長(zhǎng)的最佳氮源要求一致。硫色鐮刀菌最適碳源為葡萄糖，最適氮源為硝酸鈉和蛋白胨，這與楊志敏等［12］的研究結(jié)果基本一致。

硫色鐮刀菌和腐皮鐮刀菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)利用以及外界環(huán)境條件的適應(yīng)能力都非常強(qiáng)，給馬鈴薯干腐病防治帶來(lái)了一定的難度。因此，嚴(yán)格控制貯藏的條件，并保證馬鈴薯表面完整，盡量減少莖塊表面的創(chuàng)傷，降低干腐病病菌的侵染，才能有效地防治馬鈴薯干腐病的發(fā)生和危害。

［1］Yin Y， Li YC， Bi Y， Chen SJ， Li YC， Yuan L， Wang Y， Wang D， 2010. Postharvest treatment with β-aminobutyric acid induces resistance against dry rot caused by Fusarium sulphureum in potato tuber. Agricultural Sciences in China， 9（9）： 1372-1380.

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甘肅省自然科學(xué)基金（No： 148RJZA004）；國(guó)家自然科學(xué)基金地區(qū)基金（No：31460032）