尖孢镰刀菌的分布与西瓜枯萎病病程的相关性.docVIP

中 国 生 态 农 业 学 报 2007 年 Chinese Journal of Eco-Agriculture 1 尖孢镰刀菌的分布与西瓜枯萎病病程的相关性 蓝蓝江林，刘江林，刘 波，波，苏苏明星，葛慈斌，肖荣明星，葛慈斌，肖荣凤凤，林抗美，朱育菁，林抗美，朱育菁* （.福建省农业科学院生物技术研究所，福州 350003） 摘 要：在福建省永泰的西瓜地调查了枯萎病不同发病级别西瓜植株的生长状态，以及尖孢镰刀菌在根际土壤和植 株体内的分布情况。试验结果表明：病株内的尖孢镰刀菌的数量与病情呈现正相关，菌体有自下而上的扩展连续性。 随着枯萎病病情的发展，枯萎病显著地影响着植株的生长态势，地上部和地下部的生长都受到抑制。健株平均蔓长 较发病植株的蔓长 15.5205.4cm，地下部根长比 1 级和 3 级植株分别长 0.3cm 和 8.6cm。在同一块田地中，西瓜健 株与枯萎病病株的根际土壤均存在着枯萎病菌尖孢镰刀菌，病原菌的数量与发病程度并无明显相关性。但是，西瓜 健康植株仅在根部检测到尖孢镰刀菌，发病初期的植株在根部和主茎基部检测到尖孢镰刀菌，而发病中期植株是在 根、主茎基部和茎蔓中部检测到尖孢镰刀菌；植株根部的尖孢镰刀菌数量表现为发病中期植株发病初期植株健康 植株，分别为 3.97、2.07 和 0.27103cfu/g。 关键词：尖孢镰刀菌 西瓜枯萎病 病程 Relativity between the distribution of Fusarium oxysporum and the development of wilt disease of watermelon. LAN Jianglin, LIU Bo, SU Ming-xing, GE Ci-bin, XIAO Rong-feng, LIN Kanmei, ZHU Yu-jing (Institute of Biotechnology, Fujian Academy of Agricultural Sciences，Fuzhou 350003，China), CJEA, 2007 Abstract：The experiment was conducted in the watermelon field at Yongtai, Fujian, China. The growth states of watermelon plants with different disease degrees of wilt disease were investigated, as well as the distributions of Fusarium oxysporum at the rhizospheric soils and inside the plants. The results showed that the numbers of F. oxysporum inside the plants related positively to the disease degree, and the fungus had a developing continuity from the bottom to the top. As the development of the disease, the disease influenced significantly the growth of the watermelon plants. F. oxysporum existed both at the rhizospheric soils of ill and healthy plants without significant difference among the numbers. However, F. oxysporum was detected only at the root of the healthy plants, while they were found at the root and the bottom of stem inside the plants at the early stage of the disease, as well as at the root, bottom of stem and the middle part of stem inside the plants at the middle stage of the disease. The numbers of F. oxysporum were 3.97、2.07 和 0.27103cfu/g inside the root of plants at the middle stage of disease, those at early stage of disease and the healthy plants, respectively. Keywords：Fusarium oxysporum, wilt disease of watermelon, disease development 西瓜在世界园艺业中始终占有重要地位，其生产规模仅次于葡萄、香蕉、柑橘和苹果，居第5 位。2005年，中国的西瓜种植面积约占世界总面积的55，总产量约占70以上1。西瓜枯萎病是 由西瓜专化型尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum Schl. f. sp. Niveum (EFSmith) Snyder et Hansen） 引起的毁灭性土传病害，分布于世界各个西瓜产区2,3。 西瓜枯萎病是一种维管束病害，在整个生长期均可发生，以开花坐果期和果实膨大期为发病高 峰，其典型症状是萎蔫。发病初期，白天植株蒸发量大时，供水不足造成萎蔫；夜间蒸发量小时， 叶片又可恢复正常，但几天之后病株渐渐整株萎蔫死亡4。由于病原菌能进人植株体内繁殖而且潜 伏期长，长久以来该病害难以防治，尤其在西瓜重茬栽培情况下，病害发生更为严重5,6。研究西 收稿日期：2007-04-20 改回日期： 基金项目：国家高技术研究发展计划（863 计划） （2006AA10A211） ；福建省自然科学基金(2006J0068)；福建省发 改委重点项目(闽发改投资2006781 号)，福建省科技厅闽宁合作项目（2004Y034） 。 作者简介：蓝江林（1972） ，女，博士，主要从事植物病虫害生物防治研究。 *通讯作者：朱育菁（1972） ，女，博士，E-mail: 中 国 生 态 农 业 学 报 2007 年 Chinese Journal of Eco-Agriculture 2 瓜枯萎病菌在罹病植株体内数量分布及扩展规律，对综合研究枯萎病菌在各种不同类型的植株体内 的扩展动态规律，全面揭示维管束病害病菌的致病机理具有重要意义7-9。本研究对福建永泰栽培 的西瓜枯萎病进行病情调查，并研究了不同枯萎病的病情程度与根际土壤和植株体内的尖孢镰刀菌 的分布情况之间的关系，现将研究结果报道如下。 1 试验材料与方法 于2003年4月24日在福州永泰嵩口镇西瓜地调查已成株西瓜植株（品种为早春红玉）的生长状 况，根据病害发展程度确定发病级别。发病分级标准：0级：健株，长势良好无病症；1级：病株叶 片自下而上逐渐萎蔫，似缺水状，中午更为明显，早晚尚能恢复；2级：病株叶片萎蔫，不能再恢 复正常；3级：整株叶片呈发黄枯萎下垂，不能再恢复正常，叶片枯黄至全株死亡。分别采集10株 0、1、3级发病级别的西瓜植株，测定最长茎蔓的长度、地下部最长根长、根总数及病根数。调查 西瓜不同发病级别植株的生长状态。 分别采集 0、1、3 级感病级别植株各 3 株，分别取下列部位的样品并作相应的编号：根-1 号、 茎基部-2 号、茎中部-3 号、茎尾部-4 号、生长点-5 号、假茎（须）-6 号、叶柄-7 号和叶片-8 号。 各取样部位分别称重（g） 。样品用流水冲净后晾干称重经 0.1%的升汞消毒 23min无菌水冲洗 3 遍，剪碎后于盛有 100mL 无菌水的搅拌机中搅碎将汁液进行梯度稀释，吸取 0.2mL 稀释液至 含硫酸链霉素（终浓度为 200U/mL）的 PDA 平板上，均匀涂布，每个浓度重复 3 次，251培养 3d，采用菌落计数法统计尖孢镰刀菌的单菌落数，计算样品组织每克鲜重的含菌量。 分别采集 0、1、3 级感病级别植株 020 cm 范围内的根际土壤各 3 份，根据邓欣等（2005） 方法检测土壤中的尖孢镰刀菌，培养基采用含硫酸链霉素（终浓度为 200U/mL）的 PDA 培养基， 25下培养 3d 后统计结果。调查根际土壤中尖孢镰刀菌数量与西瓜枯萎病发病程度的关系。 2 结果与分析 2.1 西瓜枯萎病西瓜枯萎病发发病病级别级别与植株生与植株生长长状况的关系状况的关系 西瓜不同感病级别植株的生长性状见表 1。发病级别低的西瓜植株的地上部和地下部的生长势 都显著地强于发病级别高的植株；健株（0 级）的长势良好，平均蔓长较发病植株的蔓长 15.5205.4cm，地下部根长比 1 级和 3 级植株分别长 0.3cm 和 8.6cm。不同发病级别之间的根总数 的无显著差别，但是病根率明显高于健康植株，0 级、1 级、3 级植株的病根率根部病情指数分别 为 3.33%、10.00%、26.36%。 表 1 不同发病级别西瓜植株的生长情况 Tab. 1 Growth states of watermelon plants with different disease degrees 取样植株发病级别 Disease degree of sampled plant 蔓长(cm)* Vine length 地下部根长(cm)* Root length 根总数* Total number of root 病根数* Number of ill root 病根率(%) Ratio of ill root 0 级453.2a45.5a12a0.4c3.33 1 级437.7a45.2a12a1.2b10.00 3 级247.8b36.9b11a2.9a26.36 *数据为 10 次重复的平均值。在同一栏内，带相同字母的数字在 Duncans 新复极差测验的多重比较 P 发病初期植株健康植株，分别为 3.97103cfu/g、2.07103cfu/g 和 0.27103cfu/g。 表 3 尖孢镰刀菌在不同发病级别西瓜植株体内的分布 Tab. 3 Distribution of Fusarium oxysporum inside the watermelon plants with different disease degrees 尖孢镰刀菌的含菌量 Population. of F. oxysporum（103cfu/g） 取样位置 Sampled site 健康植株（0 级） Healthy plants 发病初期植株（1 级） Plants at early stage of disease 发病中期植株（3 级） Plants at middle stage of disease 根 0.27 2.07 3.97 主茎基部 0.00 0.14 0.30 茎蔓中部 0.00 0.00 0.14 茎蔓尾部 0.00 0.00 0.00 生长点 0.00 0.00 0.00 假茎（须） 0.00 0.00 0.00 叶柄 0.00 0.00 0.00 叶片 0.00 0.00 0.00 3 讨论 探讨枯萎病菌的存在状态、数量分布规律及体内相关因子与病情的相互关系，进而揭示该病原 菌的致病机理，提供外界因子和体内因子相结合的基础，可以为病害的流行、药剂防治、抗病育种 等综合防治提供理论依据10。 王建明等（1993）运用解剖病理学技术观察研究了西瓜枯萎病菌在植株体内的存在状态、数量 中 国 生 态 农 业 学 报 2007 年 Chinese Journal of Eco-Agriculture 4 分布及扩展规律。结果表明，在病株体内，尖孢镰刀菌的菌丝体沿导管生长发育，菌丝体和分生孢 子除生长点下位外，病株体内的其余部位均可产生。其数量分布规律是下胚轴和子叶节数量最多， 其次是主根和茎中部；在不同级别的病株体内，菌丝体和分生孢子的数量和病情呈正相关。病菌在 病株体内的纵横向扩展主要是通过菌丝体本身不断生长发育来完成的，菌丝体自下而上的扩展有连 续性和非连续性两种类型。病株体内的病菌数量、病导管数和菌丝上升高度是影响病情发展的三个 体内相关因子，它们相互影响、综合作用的结果使植株表现出不同的发病程度11。贺运春（1988） 对棉花枯萎病菌在病株体内的存在状态及消长规律进行了定量分析，基本明确了棉枯萎病菌在棉株 体内的存在状态及数量分布规律。菌丝沿导管发育时，细胞膜明显加厚，并可形成形态特异的超显 微吸胞，菌体有自下而上的扩展连续性；菌量由多到少的分布规律性。同时还明确了病株体内枯萎 病菌的菌丝上升高度、病导管率及病菌总量是影响病情发展的 3 个重要体内相关因子12。本研究的 试验结果也证实了上述的结论：即病株内的尖孢镰刀菌的数量与病情呈现正相关，菌体有自下而上 的扩展连续性。但是，在同一块田地中，西瓜健株与枯萎病病株的根际土壤均存在着枯萎病菌尖孢 镰刀菌，病原菌的数量与发病程度并无明显相关性。 以往的研究发现尖孢镰刀菌的孢子萌发管或菌丝体的侵入部位为植物根部，可直接从根尖、根 部伤口或是在侧根生长点进入植株体13一旦进入植株体内，菌丝体就在根皮层细胞间生长，当菌 丝体到达木质部后，通过木质部的纹孔侵入导管，而后在导管中向上生长，至植株的茎和顶部14。 本研究的试验结果也表明病情严重植株的病根率高于健康和病情轻的植株。并且随着枯萎病病情的 发展，枯萎病显著地影响着植株的生长态势，地上部和地下部的生长都受到抑制。这可能是由于土 壤中优势种群尖孢镰刀菌优先侵入，在植株导管内生长发育，分解酶和毒素，干挠寄主新陈代谢而 严重影响植株的生长势。因此，对于土传病害西瓜枯萎病，除了施用药剂抑制土壤中尖孢镰刀菌的 种群数量以外，提高植物自身的免疫能力，增强对病原菌侵染的抵抗作用也是防治该病害的有效方 法之一。 参 考 文 献 1马艳，赵江涛，常志州，等西瓜内生枯草芽孢杆菌 BS211 的拮抗活性及盆栽防效J江苏农业学报， 2006，22(4)：388-393 2王芳，马建华，张蓉，等生物杀菌剂护根宝对西瓜枯萎病菌的抑制试验J宁夏农林科技，2006，(6)： 40，114 3张明山，王英姿，程根武，等西瓜枯萎病拮抗菌株筛选及田间防效试验J中国生物防治，2002，18(2)： 71-74 4纪志忠，吕柳新，黄碧琦，等西瓜枯萎病防治技术研究进展J中国蔬菜，2005，(7)：38-40 5黎起秦，陈永宁西瓜枯萎病生防细菌的筛选J广西农业生物科学，2000，19（2）：81-84 6Dula B, Aponyi-Garamvolgy I, Vajna L. Biological control of Fusarium wilt of watermelon by means of the antagonistic fungus TrichodermaJ. N