周凌云,周 琳,劉紅艷,李 維,向 芬,曾澤萱
(湖南省農(nóng)業(yè)科學院 茶葉研究所,湖南 長沙 410125)
中國是茶葉的原產(chǎn)地,有著豐富的茶樹資源,茶樹品種約占全球品種總數(shù)的4/5,但目前報道的茶樹病害不及全世界報道病害總數(shù)的1/3,茶樹病害還存在很多未被識別的種類。茶葉一旦被病原真菌侵染發(fā)病,不僅會影響茶樹的光合作用,還會使茶葉品質(zhì)下降,而病害防控的首要前提必須明確其病原菌。一般茶樹病害在田間表現(xiàn)癥狀有差異,在室內(nèi)不同培養(yǎng)基上展現(xiàn)形態(tài)有變化。筆者在茶園中發(fā)現(xiàn)有一種從葉緣開始褐變的病斑,形狀沒有規(guī)則,不管是嫩葉還是成葉上,表面均未發(fā)現(xiàn)有黑色子實體,在田間與茶輪斑病、茶炭疽病等常見病害的典型表型不完全一致。本試驗從長沙茶區(qū)采集病害樣本,進行褐斑病病原菌的分離,基于其形態(tài)學特性和 rDNA-ITS 序列分析進行鑒定,并采用柯赫氏法則進行病害鑒定與致病性分析,以期為該病害的防治提供理論依據(jù)。
2017年8~12月,于湖南省茶葉研究所試驗基地發(fā)現(xiàn)茶樹葉斑病,采集具有典型癥狀的2批次病葉,選取具有典型癥狀的病葉標本,在體視顯微鏡下觀察并記錄病害癥狀。
1.2.1 病原菌分離、純化與培養(yǎng)
采用組織分離法[1]對茶葉斑病樣品進行病原菌分離,接種于PDA 培養(yǎng)基、于25℃恒溫培養(yǎng)。將生長的菌落進行單孢分離純化培養(yǎng)后,以進行形態(tài)觀察與回接致病的實驗備用。
1.2.2 病原菌致病性測定
采用菌絲塊傷口接種法進行致病性測定。將培養(yǎng)7 d的菌落用打孔器挑選直徑為5 mm的菌絲塊備用。取健康無病茶葉,接種菌株于茶葉右邊,左邊接種空白PDA 培養(yǎng)基為對照,28℃下保濕培養(yǎng),逐日觀察葉片的發(fā)病情況。
接種純化單孢菌株于直徑為90 mm的PDA平板上,置于28℃恒溫下暗培養(yǎng)7 d后,觀察菌落形態(tài),記錄菌絲特征。14 d后顯微觀察分生孢子,觀察它們的形態(tài)并測量其大小。
將供試菌株接種于 PDA 培養(yǎng)基上,于25℃下培養(yǎng)6 d,收集菌絲,采用SK8255 Ezup柱式真菌基因組 DNA 抽提試劑盒提取病菌總DNA。采用通用引物ITS1/ITS4[2],ITS1(5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’) 與 ITS4(5-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)進行 PCR擴增。
PCR 反應條件:94℃預變性10 min;94℃變性1 min,55℃退火1 min,72℃延伸2 min,25個循環(huán);72℃延伸 10 min,4℃∞。PCR產(chǎn)物經(jīng)1 %瓊脂糖凝膠電泳檢測后,應用SK8131膠回收試劑盒回收,送往生工生物工程(上海)股份有限公司測序。將獲得的序列于GenBank核酸序列庫進行同源性比對分析,并用 Mega 6.0的Neighbor-joining 法構建系統(tǒng)發(fā)育樹。
褐斑病發(fā)生初期,多從葉緣或葉尖開始出現(xiàn)小斑點,主要發(fā)生在成葉上,病斑不整形,灰色或灰褐色,有一褐色邊緣(圖1-A)。隨著病害的發(fā)展,病斑中間變成灰白色,易干枯破裂,稍凹陷,淺灰褐色至深褐色,表面未見子實體(圖1-B)。
圖1-A 嫩葉褐葉斑病癥Fig 1-A Tea brown spot disease on tender tealeaf
圖1-B 老葉褐葉斑病癥Fig 1-B Tea brown spot disease on older tealeaf
采用菌絲塊接種的方法接種茶葉,接種初期病斑為灰色或灰褐色,有一褐色邊緣,茶病斑不整形。接種3 d 菌塊邊緣表現(xiàn)為水漬狀、圓形病斑、有黃色暈圈(圖 2-A);6 d后黃色暈圈明顯,病斑呈不規(guī)則橢圓形,中心為褐色(圖2-B)。且從病斑上均能再次分離純化出同一種接種菌。
圖2-A 病菌回接茶樹葉片2 d的形態(tài)特征Fig.2-A Morphological characteristics of tea leaves after two days inoculation with pathogenic fungi
圖2-B 病菌回接茶樹葉片7 d的形態(tài)特征Fig. 2-B Morphological characteristics of tea leaves after seven days inoculation with pathogenic fungi
分離菌株在 PDA 培養(yǎng)基上不能產(chǎn)孢,菌落正面灰褐色,菌落背面可見褐色輪圈,并呈現(xiàn)扇形墨綠色(圖 3-A)。病菌接種茶葉后,接種部位逐漸變褐。通過切片觀察,子囊孢子磚格狀、具有7個分格,黃褐色,中央部有收縊,大小(28~32)μm×(12~17)μm(圖 3-B)。該病菌的形態(tài)特征與病原菌為Pleospora camelliaeDippen形態(tài)特征相似[3-4]。
圖3-A 菌落形態(tài)Fig 3-A Colony morphology
圖3-B 分生孢子形態(tài)Fig. 3-B Conidia morphology
引物ITS1/ITS4從菌株MK4501221基因組中擴增出長度為566 bp的DNA片段(圖 4-A)。利用Blast進行同源性比較比對,結果顯示病原菌的ITS基因序列與已報道Pleospora sp(寄主茶葉、羅漢果)同源性在99%以上(圖 4-B)。構建系統(tǒng)發(fā)育進化樹顯示,菌株與Pleospora sp聚在同一個分支上。結合形態(tài)學特征及分子生物學鑒定結果,最終確認此病原菌(Z02)為茶格孢腔菌。
圖4-A 病菌PCR電泳Fig.4-A Germicide PCR
圖4-B 基于病菌Z02核苷酸序列構建的系統(tǒng)進化樹Fig.4-B Phylogenetic tree constructed based on nucleotide sequence of pathogen Z02
葉斑病是茶樹的重要病害,引起葉斑病的病原菌分別為茶炭疽病、茶輪斑病及茶云紋葉斑病等[5-7],而且它們的形態(tài)學特征非常相似,難于區(qū)分,必須依賴于分子鑒定技術。
格孢腔菌屬子囊菌亞門、腔菌綱、座囊菌目、格孢腔菌科、格孢腔菌屬(Pleospora)。目前茶葉病害中除了蘇聯(lián)、波多黎各、南非諸國報道格孢腔病菌Pleospora camelliae Dippen的發(fā)生[8],我國僅在江蘇、福建發(fā)現(xiàn)了一種茶樹可培養(yǎng)內(nèi)生菌Pleospora sp,即Z02中系統(tǒng)進化樹中比對的Pleospora sp。本研究發(fā)現(xiàn)的致病菌形態(tài)描述與Pleospora camelliaeDippen一致,而且致病性測定發(fā)現(xiàn),Pleospora camelliaeDippen可以侵染茶葉成葉產(chǎn)生褐色斑塊,符合柯赫氏法則,本研究應用形態(tài)學和 rDNA-ITS 序列分析方法,首次鑒定茶格孢腔菌(Pleospora camelliaeDippen)為湖南茶葉褐斑病的病原,為該病害的防控提供了理論依據(jù)。