姜莉莉,田中一久,孫瑞紅,宮慶濤,武沖
(1.山東省果樹研究所,山東 泰安 271000;2.山東省現(xiàn)代設(shè)施果樹技術(shù)創(chuàng)新中心,山東 泰安 271000)
草莓(Fragaria ananassaDuchesne)屬薔薇科草莓屬多年生草本植物,其果實(shí)汁多味美、口感上佳、營養(yǎng)豐富。我國的草莓種植面積及產(chǎn)量均位居世界首位。草莓灰霉病是影響草莓安全生產(chǎn)的重要病害之一,由灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)侵染引起,可危害植株所有地上部分,其中對(duì)花器、果實(shí)的侵染最重,導(dǎo)致草莓產(chǎn)量、品質(zhì)降低,造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。該病原菌由分生孢子隨氣流、水及農(nóng)事操作傳播,在高濕環(huán)境下蔓延迅速[1]。張?jiān)コ龋?]報(bào)道,濕度是草莓灰霉病發(fā)生的誘導(dǎo)因素,隨著棚內(nèi)濕度增加,灰霉病菌孢子萌發(fā)率逐漸提高。適當(dāng)延長設(shè)施草莓通風(fēng)時(shí)間,降低棚內(nèi)相對(duì)濕度,可在一定程度上降低草莓灰霉病的發(fā)生和危害程度,保障果品質(zhì)量安全[3]。
目前,化學(xué)防治仍是生產(chǎn)上防治植物病害的常用及有效手段[4]。防治草莓灰霉病主要采用苯并咪唑類、甲氧基丙烯酸酯類及甾醇脫甲基抑制劑類殺菌劑。然而,由于長期頻繁且不合理用藥,草莓灰霉病已對(duì)多種殺菌劑產(chǎn)生了不同程度的抗藥性,且不同地區(qū)差異較大。劉欣等[5]報(bào)道,上海地區(qū)草莓灰霉病菌對(duì)啶酰菌胺的抗性水平及抗性頻率較高。貢常委等[6]報(bào)道,四川省已有部分地區(qū)草莓灰霉病菌對(duì)咯菌腈產(chǎn)生了抗藥性。趙虎等[7]報(bào)道,南京和鎮(zhèn)江地區(qū)草莓灰霉病菌對(duì)咯菌腈未產(chǎn)生抗藥性,但對(duì)多菌靈、腐霉利、乙霉威、嘧霉胺和醚菌酯產(chǎn)生了多重抗性。
山東省是我國草莓主產(chǎn)區(qū),草莓種植面積及產(chǎn)量均居全國首位。本研究選取8種相對(duì)新型的殺菌劑進(jìn)行室內(nèi)毒力測定,以期篩選出適用于山東省草莓灰霉病的防治藥劑,為草莓安全生產(chǎn)及病害科學(xué)防治提供依據(jù)。
草莓灰霉病樣本于2020年12月采自山東省果樹研究所金牛山試驗(yàn)基地草莓大棚,立架式無土栽培,品種為‘香野’。
95%氟硅唑原藥,江蘇中旗科技股份有限公司;97%氟環(huán)唑原藥,江蘇輝豐生物農(nóng)業(yè)股份有限公司;95%己唑醇原藥,山東濰坊潤豐化工股份有限公司;97%吡唑醚菌酯原藥,浙江宇龍生物科技股份有限公司;97%苯醚甲環(huán)唑原藥和98%肟菌酯原藥,山東省聯(lián)合農(nóng)藥工業(yè)有限公司;98%咯菌腈原藥,河北興柏農(nóng)業(yè)科技有限公司;97%咪鮮胺原藥,山東華陽農(nóng)藥化工集團(tuán)有限公司。
采用病組織分離法[8]將草莓灰霉病病組織剪成小段,75%乙醇中浸泡30 s,無菌水沖洗3次,置于PDA培養(yǎng)基平板上25℃黑暗培養(yǎng)2 d。待菌落形成后,挑取邊緣菌絲接種至新的PDA培養(yǎng)基平板上,進(jìn)一步純化培養(yǎng)。純化好的草莓灰霉病菌株以PDA斜面培養(yǎng)基保存?zhèn)溆谩?/p>
將純化好的草莓灰霉病病原菌接種至PDA平板上,25℃黑暗培養(yǎng)7 d。以無菌水沖洗菌落,制備草莓灰霉病菌孢子懸浮液,并將孢子濃度調(diào)至1×106個(gè)/mL。選取移栽2個(gè)月、生長正常的盆栽‘香野’草莓植株,以75%乙醇將草莓葉片擦拭干凈,以滅菌砂紙輕磨葉片后,接種灰霉病菌孢子懸浮液。采用常規(guī)管理,觀察病害發(fā)生情況。
以真菌基因組DNA提取試劑盒提取草莓灰霉病菌基因組DNA,以ITS1(5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′)和ITS4(5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′)為引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增體系:5×PrimeSTAR Buffer(Mg2+Plus)10 μL,dNTP Mixture(2.5 mmol/L each)4μL,ITS1 1.5μL,ITS4 1.5μL,DNA 1μL,PrimeSTAR HS DNA Polymerase(2.5 U/μL)0.5μL,滅菌水補(bǔ)足至50μL。擴(kuò)增程序:94℃2 min;98℃10 s,55℃5 s,72℃1 min,30個(gè)循環(huán);72℃10 min。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)回收、純化后,與pMD18T載體連接、轉(zhuǎn)化,PCR鑒定后,挑取陽性克隆并測序。所得序列與NCBI數(shù)據(jù)庫中序列進(jìn)行BLAST比對(duì),并構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。
采用菌絲生長速率法測定殺菌劑室內(nèi)毒力[9]。以丙酮將供試原藥配制成有效成分濃度為1×104mg/L的母液。在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)供試藥劑母液進(jìn)行梯度稀釋。氟硅唑、氟環(huán)唑和己唑醇的試驗(yàn)濃度為0.125、0.250、0.500、1.000、2.000 mg/L,吡唑醚菌酯和肟菌酯的試驗(yàn)濃度為0.500、1.000、2.500、5.000、10.000 mg/L,苯醚甲環(huán)唑的試驗(yàn)濃度為0.250、0.500、1.000、2.500、5.000 mg/L,咯菌腈的試驗(yàn)濃度為0.050、0.100、0.250、0.500、1.000 mg/L,咪鮮胺的試驗(yàn)濃度為0.125、0.250、0.500、1.000、2.500 mg/L。
在超凈工作臺(tái)上,移取1 mL各濃度藥液于49 mL滅菌后冷卻至50~60℃的PDA培養(yǎng)基中,搖勻后倒板,每濃度制備3個(gè)含藥PDA平板。從活化好的草莓灰霉病菌菌落邊緣打取直徑7 mm的菌餅,接種至PDA平板中央,以無菌水處理為對(duì)照。25℃黑暗培養(yǎng),待對(duì)照組菌落長至2/3培養(yǎng)皿左右時(shí),采用十字交叉法測定各處理的菌落直徑。按照以下公式計(jì)算各處理的菌絲生長抑制率(%);采用SPSS18.0計(jì)算各藥劑的EC50值和95%置信區(qū)間;以活性最低藥劑的EC50值為基準(zhǔn)值,計(jì)算其它藥劑的相對(duì)毒力指數(shù)。
菌絲生長抑制率(%)=(對(duì)照組菌落直徑-處理組菌落直徑)/(對(duì)照組菌落直徑-菌餅直徑)×100。
從草莓灰霉病發(fā)病部位分離得到菌株HM-1,在PDA平板上培養(yǎng)4 d后,菌落圓形,呈地毯狀平鋪,淺白色,氣生菌絲絨狀(圖1)。
圖1 草莓灰霉病病原菌HM-1菌落
根據(jù)柯赫氏法則,將純化后的HM-1菌株孢子液接種至草莓健株葉片上,3 d后葉片出現(xiàn)褪綠現(xiàn)象,邊緣呈角型干枯,符合灰霉病發(fā)病癥狀(圖2)。
圖2 HM-1菌株回接癥狀
采用通用引物ITS1/ITS4對(duì)菌株HM-1的rDNA-ITS基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增后,得到長度為543 bp的DNA序列,GenBank登錄號(hào)為MZ007846。將該序列在NCBI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行BLAST比對(duì),發(fā)現(xiàn)其與葡萄孢屬(Botrytis)的同源性為100%。通過構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹發(fā)現(xiàn)該菌株與富克葡萄孢盤菌(Botryotinia fuckeliana)和灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)聚在一枝(圖3),其中富克葡萄孢盤菌為有性世代,灰葡萄孢菌為無性世代,因此將其鑒定為灰葡萄孢菌。
圖3 菌株HM-1 ITS序列系統(tǒng)發(fā)育樹
由表1可知,8種相對(duì)新型殺菌劑對(duì)草莓灰霉病菌菌絲生長抑制活性均較高。其中咯菌腈對(duì)草莓灰霉病菌的抑制效果最佳,有效成分濃度為0.050~1.000 mg/L時(shí),對(duì)菌絲生長的抑制率為5.11%~74.57%。有效成分濃度為0.125~2.000 mg/L時(shí),氟環(huán)唑?qū)Σ葺颐共【z生長的抑制率為15.75%~68.00%,氟硅唑?yàn)?4.11%~65.50%,己唑醇為8.74%~66.07%;咪鮮胺濃度為0.125~2.500 mg/L時(shí),對(duì)草莓灰霉病菌菌絲生長的抑制率為7.91%~76.28%,抑菌活性也較高。苯醚甲環(huán)唑有效成分濃度為0.250~5.000 mg/L時(shí),對(duì)草莓灰霉病菌的抑制率為7.21%~79.21%。有效成分濃度為0.500~10.000 mg/L時(shí),吡唑醚菌酯對(duì)草莓灰霉病菌菌絲生長的抑制率為17.28%~67.30%,肟菌酯為10.24%~75.54%。
由表2可知,8種相對(duì)新型殺菌劑對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力均較高。其中吡唑醚菌酯對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力最低,EC50值為3.772 mg/L;咯菌腈對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力最高,EC50值為0.461 mg/L,相較于吡唑醚菌酯的相對(duì)毒力指數(shù)為8.182。氟環(huán)唑、氟硅唑、咪鮮胺和己唑醇對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力也較高,EC50值分別為0.789、0.961、0.991、1.102 mg/L,相對(duì)毒力指數(shù)分別為4.781、3.925、3.806和3.423。苯醚甲環(huán)唑和肟菌酯對(duì)草莓灰霉病菌的EC50值分別為1.781 mg/L和3.705 mg/L,相對(duì)毒力指數(shù)分別為2.118和1.018,抑菌活性較其它幾種殺菌劑略差。
表2 8種殺菌劑對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力
灰霉病是草莓生產(chǎn)過程中的一種重要病害,嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。草莓灰霉病病原菌具有遺傳變異性大、繁殖速率高和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn),生產(chǎn)上單一、頻繁用藥極易導(dǎo)致抗藥性的產(chǎn)生[10]。為豐富生產(chǎn)上藥劑品種的選擇,同時(shí)延緩抗藥性的產(chǎn)生,本研究選取了8種相對(duì)新型的殺菌劑,對(duì)分離得到的草莓灰霉病菌(B.cinerea)HM-1進(jìn)行室內(nèi)毒力測定。結(jié)果表明,供試8種殺菌劑對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力均較高。其中咯菌腈對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力最高,EC50值為0.461 mg/L。氟環(huán)唑、氟硅唑、咪鮮胺和己唑醇對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力也較高,EC50值分別為0.789、0.961、0.991、1.102 mg/L。這與尹向田等[11]報(bào)道的不同種類殺菌劑對(duì)葡萄灰霉病菌的室內(nèi)毒力結(jié)果相近。
咯菌腈屬于苯吡咯類非內(nèi)吸性殺菌劑,防病譜較廣,主要通過抑制菌體葡萄糖磷?;磻?yīng)抑制病原菌的生長,從而導(dǎo)致病原菌死亡。氟環(huán)唑、氟硅唑和己唑醇為三唑類甾醇抑制劑類殺菌劑,咪鮮胺屬于咪唑類甾醇抑制劑類殺菌劑,均通過抑制病原菌麥角甾醇的合成,使菌體細(xì)胞膜功能受到破壞[12]。本研究發(fā)現(xiàn),咯菌腈、氟環(huán)唑、氟硅唑、咪鮮胺和己唑醇對(duì)草莓灰霉病菌的室內(nèi)毒力均較高,生產(chǎn)上可用于防治該病害。同時(shí),還可通過及時(shí)摘除衰老花瓣[13],加強(qiáng)通風(fēng)透光等農(nóng)業(yè)防治手段,降低草莓灰霉病的發(fā)生和為害。