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2株分离自太阳花根际的镰刀菌属真菌生物学特性研究 论文(设计)题目2株分离自太阳花根际的镰刀菌属真菌生物学特性研究摘要镰刀菌属又称镰刀孢霉属,是农作物最重要的病原真菌之一,是一种最常见的寄生型病菌,严重影响粮食作物及经济作物的生长及产量。镰刀菌属在无性时期属于半知菌亚门,瘤座菌目的无性真菌类;有性时期属于子囊菌亚门赤霉属。镰刀菌是由Link(1809)将着生于子座上具有纺锤形,不分隔孢子的粉红镰刀菌为基础建立起来的。镰刀菌是一种世界性分布的真菌,种类繁多,至今已报道的镰刀菌已超过500多种,且对其有着精确和系统的分类。经过研究发现:镰刀菌生命力强,腐生性强,多种寄生生活方式。不仅可以在活的寄主上存活,也可以在死亡的植株上繁殖生长,寄主植物达100余种,浸染植物是植物患病或者直接死亡。如引起草莓枯萎病的尖孢镰刀菌(F.oxysporum)、小麦赤霉病的禾谷镰刀菌(F.graminearum)、水稻恶苗病和甘蔗稍腐病的串珠镰刀菌(F.moniliforme)、玉米根腐病的梨孢镰刀菌(F.poae)以及豆科和瓜类植物根茎腐烂的茄类镰刀菌(F.solani)等。为了解镰刀菌的形态特征、生物学特性,将从太阳花根际分离并鉴定出的两株不同的镰刀菌进行不同培养基、温度、PH、氮源、碳源等几个方面进行实验研究,试验结果表明:不同培养基对不同的镰刀菌生长有不同影响,尖孢镰刀菌的最适培养基为改良马丁培养基,禾谷镰刀菌的最适生长培养基为马铃薯培养基。温度对真菌生长也有重要影响,镰刀菌的温度生长范围在4℃-37℃之间,最适生长温度为28℃。培养基的PH对菌丝生长有一定影响,镰刀菌的PH生长范围在pH3-pH11,尖孢镰刀菌的最适pH为7,禾谷镰刀菌的最适pH为8。C、N两种元素是构成生命的重要元素,也是在生长繁殖的必需元素。在试验中得出葡萄糖是镰刀菌生长最好的碳源,葡萄糖是最简单的单糖,是大多数微生物最容易利用的能源物质。N元素对微生物生长有影响,但当氮源含量过高时会抑制微生物的生长,尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌在以尿素为氮源的培养基中生长极其缓慢。关键词:镰刀菌生物学特性培养基成分温度pHAbstractFusarium,alsoknownasfusariumsporum,isoneofthemostimportantpathogenicfungiofcropsandoneofthemostcommonparasiticpathogens,whichseriouslyaffectsthegrowthandyieldoffoodcropsandcashcrops.Fusariumbelongstothesubphylumhemicycetesattheasexualstage.Sexualperiodbelongstoascomycetessubphylumgibberella.FusariumwasestablishedbyLink(1809)onthebasisofthespindle-shaped,spore-independentpinkfusariumonthefruitingseat.Fusariumisaworldwidefunguswithawidevarietyofspecies.Uptonow,morethan500speciesoffusariumhavebeenreported,andthereareaccurateandsystematicclassificationoffusarium.Itwasfoundthatfusariumhasstrongvitality,strongsaprophylaxisandavarietyofparasiticlifestyles.Itcannotonlysurviveonthelivinghost,butalsoreproduceandgrowonthedeadplant.Therearemorethan100kindsofhostplants.Theinfectedplantsareplantsthatfallillordiedirectly.Forexample,f.oxysporum,whichcausesstrawberryfusariumwilt,f.graminearum,f.graminearum,f.miliforme,whichcausesriceseedlingdiseaseandslightlyrotofsugarcane,f.piriformis,whichcausesmaizerootrot,f.Scylla,whichcausesrootrotofleguminousandmelonplants,etc.Tounderstandthemorphologicalcharacteristicsofthesickle,biologicalcharacteristics,willbeisolatedfromsunflowerrhizospheresickleandidentifiedtwodifferentstrainsofbacteriaondifferentculturemedium,temperature,PH,nitrogensource,carbonsourcefromseveralaspectssuchasexperimentalstudy,theexperimentalresultsshowthatdifferentmediahavedifferenteffectsondifferentsicklebacteriagrowth,fusariumoxysporum,theoptimalculturemediumforimprovedMartinmediumgrainvalleysicklebacteriaoptimumgrowthmediumforpotatoculturemedium.Temperaturealsohasimportanteffectonfungalgrowth,thetemperatureofthesicklebacteriagrowthrangebetween4℃to37℃,theoptimumgrowthtemperature28℃.ThePHofthemediumhadacertainimpactonmycelialgrowth.ThePHrangeoffusariumoxysporumwasph3-ph11,theoptimalPHoffusariumoxysporumwas7,andtheoptimalPHoffusariumgraminiswas8.CandNaretwoimportantelementsthatconstitutelife,aswellasessentialelementsforgrowthandreproduction.Intheexperiment,itwasconcludedthatglucosewasthebestcarbonsourceforfusariumtogrow,andglucosewasthesimplestmonosaccharideandthemosteasilyusedenergymaterialformostmicroorganisms.TheNelementhasaneffectonthegrowthofmicroorganisms,butwhenthenitrogensourcecontentistoohigh,thegrowthofmicroorganismswillbeinhibited.Fusariumoxysporumandfusariumgraminisgrowextremelyslowlyinthemediumwithureaasthenitrogensource.Keywords:fusarium;biologicalcharacteristics;medium;temperature;pH目录第一章文献综述 第一章文献综述1.1镰刀菌属形态及分类概述1.1.1镰刀菌属的形态学特征镰刀菌属分有性和无性两个阶段,有性时期属于子囊菌亚门(Ascomycotina)肉座菌科(Hypocreaceae)赤霉属(Gibberella)、丽,赤。,壳属(Calonectria)、小赤壳属(Micronectriella)和从赤壳属(Nectria)等;无性世代原属半知菌亚门(Deuteromycotina)。由于大多数镰刀菌在培养基上很少形成子囊壳,并且有些种到目前为止都没有发现有性时期,所以镰刀菌属的主要分类依据是根据无性世代的形态特征而进行分类的。镰刀菌菌丝有隔,分枝;镰刀菌有两种孢子:一种是子囊孢子(无性孢子);另一种是分生孢子(有性孢子),分生孢子梗分枝或不分枝,有大小两种形态。大型分生孢子:是分散生长在气生菌丝或分生孢子座上、粘孢团或者是粘滑中形状多样的孢子。大型分生孢子的形状有镰刀形,纺锤形、长柱形和马特形等。大型分生孢子一般有膈膜,隔膜2-7,多数3-5个隔膜,有的分隔更多,且隔膜有的分隔明显,有的分隔不明显。大孢子顶胞的形状有钝形、锥形、鸟嘴形、渐形;基胞分有足和无足。在分生孢子座上产生的孢子其形态要比在气生菌丝上产生的稳定且具有典型性。小型分生孢子:产生的数量少且大多数为单细胞,形态多种多样,包括肾形、卵圆形、椭圆形,少数呈瓜子形、哑铃型、纺锤形或披针形等,有1-2个隔膜。有的种类只有在不良环境下才产生小孢子。小孢子形成于气生菌丝上,着生方式有单生、串生、假头状生。厚垣孢子:镰刀菌的厚垣孢子通常为卵圆形或圆形,着生于菌丝及分生孢子中,且大多数生长于菌丝的中间或顶端,部分厚垣孢子由大孢子细胞直接膨大形成。厚垣孢子壁光滑或有突起,绝大多数为无色,少数为褐色,肉桂色。厚垣孢子的有无在镰刀菌的分类学中具有重要意义[1]。1.1.2镰刀菌的分类与鉴定1.1.2.1镰刀菌的形态学鉴定镰刀菌是真菌中最难鉴定,但极具经济价值的菌属。一直以来,人们采用形态学或基于形态学的改进方法鉴定了大量的镰刀菌。自1935年德国人Wollenweber&Reinking把镰刀菌划分为16组65种分类系统以来,各国学者对该属进行大量的形态学研究[2]。1955年俞大绂发表了《中国镰刀菌属菌种的初步名录》为我国后续镰刀菌分类研究奠定了基础[3]。沈瑞清等研究了宁夏镰刀菌属种类、分布,鉴定出9种镰刀菌,包括禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、雪腐镰刀菌、茄类镰刀菌、燕麦镰刀菌、同色镰刀菌、黄色镰刀菌及一种未定名镰刀菌属[4]。形态学观察与新技术结合促进镰刀菌分类鉴定,王家和等对47个镰刀菌进行生物学性状测定并根据向量夹角余弦法系数和系统聚类分析的类平均法,利用电子计算机进行数值分类在“种”的水平上将47个菌株分开,与传统分类鉴定符合率打91.5%。可见,形态学与新技术结合能较有效鉴定镰刀菌。但是,由于镰刀菌某些性状不稳定,单凭形态学鉴定难以准确反映其系统发育关系,因此有必要结合分子生物学技术对镰刀进行更加准确、系统地鉴定。1.1.2.2镰刀菌的分子生物学鉴定以分子生物学为基础建立系统发育学种,能弥补形态学鉴定的不足,更科学地反映镰刀菌系统发育关系。1989年Guadet等首次应用分子生物学方法鉴定了镰刀菌[5]。20多年以来,经过各国学者共同努力已澄清了镰刀菌属中很多种间种内系统发育关系,建立了镰刀菌的“有性型-无性型”联系。用于镰刀菌属系统学研究的主要基因位点包括:β-tubulin、28rDNA、ITS、EF-la、IGS、ATP、CAM、RNA聚合酶Ⅱ第二基团(RPB2),次生代谢毒素合成基因(FUM)等,这些靶标基因既有较高的物种特异性,广泛用于PCR检测。进化分类与鉴定的新方法出现,如RFLP,RAD,.AFLP,SSR,ISSR等分子标记技术,提高了镰刀菌鉴定的准确性和科学性。王建明等为了查明美丽组中尖孢镰刀菌和芬芳镰刀菌的遗传差异性和亲缘关系,利用ISSR对35株菌进行了分析。研究发现共是35株镰刀菌可明显分成两个ISSR类样(IG)。IG1全部为尖孢镰刀菌,而IG2全部为芬芳镰刀菌。ISSR的类样划分与菌种分类之间存在相关性,说明ISSR能有效区分镰刀菌种间和种内的遗传差异[3]。1.1.3.镰刀菌的分类及现状自1890年Link首次将着生于子座具镰刀形的真菌命名为镰刀菌以来,人类对镰刀菌的研究历史已经有200多年了,但是由于镰刀菌属种类多、分布广、变异快、形态差异大的特点,使得镰刀菌的分类变成了难题。随着对其分类研究至今,相继出现了多种分类系统,使得镰刀菌的分类不断得到进步和完善。1945-1983年,不同学者相继提出了10个镰刀菌属分类系统,现今人们最常用的有两大分类系统:一个是Gorlach分类系统(1982)根据当时微生物的概念并着重于镰刀菌系间的差异,将镰刀菌分为16个组,90多个种;另一个是Nelson系统(1983)根据镰刀菌在培养基上生长的情况,观察其形态学特征将镰刀菌分为12个组,46个种[6]。1.2镰刀菌的次生代谢毒素镰刀菌产生的次生代谢在植物致病过程中起关键性作用,毒素可破坏细胞膜体系,导致生理失调、细胞死亡.毒素伤害引起植物症状主要表现在萎蔫、水浸状、褪绿坏死。一般植物病理学上认为:萎蔫主要是毒素对植物木质部的物理堵塞或细胞膜功能受损;水浸状是由植物细胞死亡及组织坏死;褪绿是叶绿素的代谢紊乱导致同。镰刀菌产生毒素的种类很多,对植物伤害的症状和程度多。1.2.1类型镰刀菌产霉菌主要有9种:禾谷镰刀菌、串珠镰刀菌、三线镰刀菌、雪腐镰刀菌、梨孢镰刀菌、拟枝镰刀菌、木贼镰刀菌、茄病镰刀菌和尖孢镰刀菌。镰刀菌毒素按化学结构和毒性可分为四类:单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、丁烯酸内酯和串珠镰刀菌素。1.2.2形成与环境条件不同菌株产生毒素的种类和数量都差别很大,而培养基组成、培养的温度、pH值、菌种接种量等都对毒素的产生有一定的影响。禾谷镰刀菌在固体培养基和液体培养基中均可产生毒素,但在前者中的产毒量较高。一般认为,禾谷镰刀菌在固体培养基中培养4周时,DON毒素产量最高,继续培养则产毒量下降。关于DON在液体培养基中形成的条件,因受菌株和测定方法的影响,使国内外不同实验室的研究结果往往差别较大;而温度是影响禾谷镰刀菌产毒的重要因素,20℃常被认为是禾谷镰刀菌产毒的最适温度。1.2.3镰刀菌毒素的分离与检测1.2.3.1生物测定法有关镰刀菌毒素测定结果在不同实验室的差异,除了使用了地理来源不同、遗传基础差异悬殊的菌株外,另一个重要的原因是不同实验室使用不同的毒素纯化、毒素生物测定方法,缺乏统一的规范化标准。目前,国内外从整体植株、组织器官、细胞及细胞器、酶等不同水平的毒素生物测定方法很多,如幼苗浸渍法、叶片浸渍法、花粉萌发法、PAL法等。但这些方法都没有克服生物测定方法自身的缺点,通常仅能够用于定性分析,或半定量检测,因而未能得到广泛应用1.2.3.2化学和免疫化学测定法化学测定法是目前用于镰刀菌毒素测定的主要方法,其特点是快速、准确、重演性好。现已建立了薄层色谱(thinlayerchromatography,TLC)、气相色谱(gaschromatographyGC)、高效液相色谱(highperformanceliquidchromatographyHPCL)等方法。由于HPLC和GC更为精确,一次能够检测出多种毒素的类型和含量,而且仪器和试剂的选择性范围较大,现在越来越受到研究者的青睐,但其纯化程序比较费时和复杂,技术含量要求也较高。免疫化学法如酶联免疫吸附法(Enzyme—LinkedImmunosorbentassay,ELISA)也应用ELISA法测定真菌毒索,操作简单,费用较低,但因为检测出的毒素中常含有一些其它衍生物,所以测定的结果往往偏高(Krskaeta1.,2001)。由予镰刀菌毒素抗原多数为半抗原,通常需要改变毒素分予或与其它蛋自质分子偶联后作为抗原,制备多克隆或单克隆抗体,目前商品化的镰刀菌毒素特异抗体不多。一般认为,检测分析方法的选择和应用应视实验室的设备、要求的最低检出量、待检测的样品数量和毒素类型而定[7]。1.3.镰刀菌的浸染及其与寄主互作1.3.1镰刀茵的浸染镰刀菌常见的传播方式可通过母系传播给下一代种子或无性带菌繁殖.或者土壤和作物病残体内病菌通过伤口浸染到寄主使植株发病,前者称为垂直传播,后者称为水平传播。水平传播的主要浸染途径有:土壤中的菌丝体通过种子渗透到根,然后向上入侵到茎幽;空气中的孢子攻击玉米植物穗、节间或叶鞘,此外,菌丝体也可直接感染暴露的植物伤口组织。镰刀菌入侵的部位主要在植物外表皮细胞间隔较大的组织,穿透表皮细胞,之后菌丝体和孢子进入导管及维管组织扩张到植物各个部位。尖孢镰刀菌的孢了萌发管或菌丝体的侵入部位为植物根部,可直接从根尖,根部伤口或是侧根牛长点侵入植株体。一旦侵入后,菌丝体就在根皮层细胞问生长,当菌丝体到达木质部后,通过木质部的纹孔侵入导管,在导管中向上生长,至植株的茎部。病原菌菌丝体在生长过程中会产生分枝,生成小型分生孢子,小型分生孢子顺着导管从下向上移动,小型分生孢子萌发时,菌丝体会穿透木质部上层壁,在相邻的导管中产牛更多的小型分生孢子。尖孢镰刀菌也会通过木质部的纹孔横向进一步扩展。由于病原菌在植株维管组织内的生长,植株的营养和水分供应受到了很大的影响,导致叶片气孔的关闭、萎蔫和植株的整体死亡[8]。病原菌侵入植株的软组织,最终到达死亡组织的表面,大量地产生孢子,这些孢子又成为病原菌进一步扩散的接种体。另外,环境条件如湿度、温度、pH等影响镰刀菌的成功浸染,足够的时间。如禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病为单循环病害.其花期是最重要的感病期、当环境条件对病菌不利时,病原菌可能会在植物浸染之前就逐渐消失;通过研究F.Oxysprumf.sp.radicis-lycopersici引起的马铃薯茎腐病和根腐病病害的发展时期发现,包含单循环和多循环的重叠阶段。通过改变土壤的环境条件,防控镰刀菌引发的病害。如Jones发现,土壤中加入石灰控制由尖孢镰刀菌番茄变种(F.oxysporumf.sp.1ycopersici)引起的番茄枯萎病,是由于降低土壤中可利用的锰、铁和锌,从而抑制病菌生长和产孢。而通过浸泡田埂控制尖孢镰刀菌古巴变种(F.oxysporumf.sp.cubense)引起的巴拿马香蕉枯萎病,尽管这种方法难以完全杀死病菌而达到很好的效果[9]。1.3.2镰刀菌与植物的互作植物细胞壁主要成分为纤维素、半纤维素、果胶及木质素等。在病原菌浸染寄主植物致病的过程中,植物细胞壁复杂且有规则的结构能对病原菌的侵害构成屏障;病原菌则可通过分泌一系列细胞壁降解酶,突破寄主植物的细胞壁,进而浸染植物使其发病。目前研究结果表明,镰刀菌分泌的细胞壁降解酶主要包括果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶和磷脂酶等[10]。大量研究发现,尖孢镰刀菌通过分泌CWDE降解寄主细胞壁,从而突破屏障入侵寄主,并靠寄主细胞释放出的营养物质进行生长繁殖,目前,已研究发现的CWDE主要有果胶酶、木聚糖酶(XYL)、果胶裂解酶、纤维素酶、半纤维素酶和木质素降解酶、内切多聚半乳糖醛酸酶(endoPGs)、外切α-1,4-半乳糖醛酸酶(exoPGs)、果胶酸内裂解酶(PL)等。尖孢镰刀菌侵入寄主后,除了分泌细胞壁降解酶破坏寄主的细胞壁之外,还会分泌一些毒素物质,改变寄主植物细胞膜的透性、降低粒体活性氧的含量、阻止ATP合成、抑制植物根的生长,而低量毒素能诱导植物合成植保素。禾谷镰刀菌在浸染和扩展过程中分泌产生纤维素酶、木聚糖酶和果胶酶等细胞壁降解酶类,造成寄主细胞壁成分的分解及细胞壁松弛,从而有利于病菌在寄主穗部组织中的浸染和扩展[8]。1.3.3植物的抗病机制当植物没有很快被病原物杀死,它将像病原物一样照常生长.而且植物也会因为受到的浸染而得到补偿。在浸染阶段,植物组织及细胞形态上,无论是抗病还是感病反应都会发生一系列的变化,在非亲和互作中表现过敏反应,由于植物HR(过敏性反应)出现受浸染部位的组织局部坏死,这是对专性病菌的抗性影响;而在亲和互作中造成植物感染网。显微观察西瓜抗尖孢镰刀菌(F.oxysporum)品种经接种后细胞壁加厚.导管腔内出现褐色物、胞壁覆盖物以及侵填体,而对比感病品种仅出现细胞壁加厚和胼胝体。认为导管中出现胞壁覆盖物、侵填体和褐色物是植物细胞受病菌诱导,目的是阻止菌丝向导管壁的侧向穿透,保护相邻组织。病菌的渗透人侵诱导植物合成和存储酚类,这些酚类物质迅速氧化使细胞凋亡,栓化植物细胞和促进木质部形成从而密封感染或受伤伤口[9]。Stahl发现在不产生角质酶病菌的突变体仍然具有毒性,说明角质酶在致病性中不起主要作用。但是可以使致病性明显下降;植物致病镰刀菌还有分泌分解木栓质的酶和果胶酶。某些植物可能由于具有抵御和阻隔这些物质的能力,抑制难降解酶,提高对这类酶的耐性。如植物受镰刀菌类浸染后产生的植保素,是目前被广泛认识的植物自我保护机制;因其为非特异性的杀生物剂,影响的生物范围很广,包括细菌,真菌,线虫,动物及植物本身,其中有些植保素还具有雌性激素的作用,植物细胞壁分泌凝集素可抑制真菌禾谷镰刀菌的菌落的生长。植物产生的抗菌次生代谢物,如酚类、异黄酮类、萜类等植保素等,则可通过抑制细胞壁降解酶的活性,抵抗镰刀菌的浸染。例如香豆素不仅能抑制瓜类枯萎病菌(F.oxysporumf.sp.niveum)菌丝体生长,而且还可抑制其纤维素酶和蛋白酶活性的增加[11]。Mohamed等也发现,从Pulicariaincisa中提取到的酚酸和多酚类化合物,可抑制引起其枯萎病的F.oxysporum分泌的果胶酶、纤维素酶和蛋白酶的活性[12]。。琥珀酸和单宁酸在较低浓度时会增加西瓜枯萎病菌(F.oxysporumf.sp.niveum)产生的PG、Cx和蛋白酶活性,在较高浓度时则会显著抑制这3种细胞壁降解酶的活性[13-14]。按照基因对基因学说.从基因水平上解释寄主抗病基因和病原物无毒基因的互作,包括寄主与病菌的相互识别、植物防御因子和病菌致病因子协同互作用。1.4镰刀菌致病基因及进化寄生在植物上的真菌为了能在竞争上处于有利地位和同时获得更好的营养物质,更好的适应植物体内的寄生生活,在进化上逐渐演变为致病菌。镰刀菌属真菌类,因此和真菌进化相似也是从不致病向致病演化。现在普遍认为镰刀菌的致病性基因是在进化后期从别的生物或者致病菌转移获得的,这种基因转移是在不同生物间的基因交流,被称之为水平从转移。Cabriel认为起致病作用的微生物的致病基因存在于致病岛中,它们容易水平传递,寄生在动植物体内的致病微生物的致病基因就是通过致病岛从非致病基因的祖先进化而来[15];He.C最早用实验现象来证明真菌整个染色体水平转移的过程。随着基因测序技术和生物技术的发展,镰刀菌的全基因组测序和比较基因组成为研究热点[16]。目前已测序的镰刀菌有目前已测序的镰刀菌种类有Nectriahaematococca(Nh63546);通常用无性世代茄病镰刀菌Fusariumsolani的名字,其单系分支超过50种,被称为“Fusariumsolani复合种”其中禾谷镰刀菌(F.graminearum)PH—l;尖孢镰刀菌(F.oxysprom)4287;轮枝镰孢菌(F.verticillioides)7600;串珠镰刀菌(Fusariumfujikuroi)B14等。1.5镰刀菌的防治作为引起植物许多病害的病原真菌类群,许多镰刀菌均可寄生在植物体内,引起植物根腐、茎腐、花腐、叶腐和穗腐;浸染植物的维管束,造成植物枯萎病,使农作物遭受巨大损失,被称为植物的“癌症”,是农业生产最难防治的病害之一。镰刀菌不仅会对植物造成毁灭性危害,还会影响动物的健康,镰刀菌毒素会感染人类食品和禽畜饲料,导致人及动物产生疾病,严重者会致死。在二十世纪初的前苏联远东地区就因镰刀菌污染谷物导致霉变而导致人畜中毒的报道,造成经济财产的巨大损失。镰刀菌也是引起许多工业材料的和制品变质的重要真菌之一。针对镰刀菌的防治,主要以引起小麦,水稻赤霉病的禾谷镰刀菌和引起香蕉、瓜类,棉花等枯萎病的尖孢镰刀菌的防治来叙述。1.5.1化学防治以化学防治为重点手段。化学防治是控制植物赤霉病和枯萎病的主要手段,时期防治是提高防治效果的关键,选择对路农药和提高施药技术是防治成功的保证。科学进行防控以确保防治经济有效安全,合理交替轮换使用农药可防治抗药性的发生。多菌灵、戊唑•福美是目前防治小麦赤霉病的有效药剂。百菌灵、多菌灵、富尔马林、甲基硫菌灵等对杀菌剂用于防治尖孢镰刀菌引起的枯萎病。杀菌剂的应用效果较为显著:40%的灭菌灵对枯萎病有一定的防治效果;朱昌雄等通过测定20种助剂对华光霉素制剂的影响,结果筛选到4种对华光霉素的抑菌作用显著加强的助剂,用于西瓜枯萎病、棉花枯萎病和苹果轮纹病防治较高。但是化学农药对土壤污染和病原菌耐药性的不断加强也是一个值得关注的问题[17]。1.5.3生物防治镰刀菌的许多生物防治因子资源都来源植物内生菌,包括真菌,细菌、放线菌等。它们都寄生在植物的根、茎、叶、花、果实和种子等器官组织内部,在一定条件下与植物建立互利互惠,相互制约的关系。植物内生菌作为生物防治资源的优势主要在于,一方面内生菌产生的小分子多糖、抗生素、大分子抗菌蛋白或细胞壁降解酶类对植物无害,并能干扰病原菌与寄主植物的细胞识别、抑制病原真菌细胞分裂生长和孢子繁殖;另一方面内生菌通过生态位点的竞争,迅速占领病原菌可能的浸染位点,对氧气、水分和营养产生“控制”效应,从而抑制病原真菌的浸染和扩展。真菌类生防菌:用于枯萎病牛物防治的真菌中,研究应用较多的有木霉属真菌(Trichoderma)和丛枝根真菌(Arbuscularmycorrhize,AM)等。木霉分布广泛,极易分离和培养,可以在许多培养基质上迅速生长,对多种病原菌有抑制作用,是一种理想的生防菌,其生防机制目前认为主要有重寄生、抗生和竞争作用。已报道用于防治枯萎病的有哈茨木霉(Trichodermaharzianum)和绿色木霉(rviride)。电镜扫描表明,哈茨木霉菌对枯萎菌丝有强烈的寄生作用,产生吸器直接穿入枯萎菌丝,分泌胞外溶菌酶,从而减轻病害。%1731.马桂珍等用枯帚霉发酵液对尖孢镰刀菌的抑菌率到83.48%.法国农业科学研究院(INRA)研究员Alabouvette在1992年176l从枯萎病的土壤中筛选出非致病镰刀菌(Fusuriumoxysporumstrain47,047)。后来美国NaturalPlantProtection公司就将它研制成生物杀菌剂“Fusaclean”,它可以防治由尖镰孢和串珠镰孢引起的土传性病害。细菌类生防菌:研究表明,有个属的细菌在植物土传病害生防上有潜力.生防细菌的抑菌机制主要有营养竞争、生态排斥、对峙拮抗等。细菌在其生长环境里能分泌胞外活性物质,细菌素是其中的一大类,具有很强的拮抗专化性,用产细菌素菌株防治植物病害的研究有许多成功报道,在实际应用中也取得了一定的效果。链霉菌牛防菌:链霉菌生防菌是通过分泌抗菌素抑制枯萎病菌的生长,达到控病的目的。张克诚等测定了从小麦根际筛选的一株链霉菌(Streptomycessp.)S-5对棉花苗期病害根腐病、红腐病、炭疽病和棉花桔、黄萎病菌的防病效果,结果表明链霉菌S-5具有广谱抑菌作用,对棉花枯,黄萎病菌抑菌作用明显。蒋细良等以西瓜枯萎病菌为实验菌,研究了中生素(链霉菌的一种)对丝状真菌的作用,结果表明中生菌素能显著地引起菌丝细胞内原生质凝集,对病原菌孢子的萌发具有强烈的抑制作用,并具有杀死作用,对孢子的形成具有强烈的阻碍作用[18]。1.5.2农业防治采用抗病品种是防治植物枯萎病,赤霉病等其他植物病害最有效最经济的途径。杂交育种、抗病基因转育、辐射诱变育种、DNA导入、抗性基因分析已经应用到抗病选育中去了。1991年美国科学家Qrton通过杂交选育出来第一个抗枯萎品种。我国的西瓜抗枯萎病选育工作起步晚,始于20世纪80年代出,只要进行枯萎病病原菌鉴定、品种抗病性鉴定及抗原等,同时开展西瓜抗枯萎病的育种工作。现阶段已有的小麦抗病品种有鲁麦18、鲁引1号、济南17和陕354等。轮换种作和合理增施有机肥、磷钾肥,不仅可以改善土壤的理化状况,促进土壤微生物的生成和活动同时能补充土壤中的微量元素,提高作物的抗病能力,而促进病害的衰退。在相同环境条件下,花椰菜黑腐病、菜青虫、西瓜枯萎病的危害随施氮肥增加而加重。西瓜专用药肥92-4在西瓜重点产区经几年多点试验示范结果证明:在一般轮作栽培条件下,用49kg/667穴施肥,具有明显刺激西瓜生长,促进早熟高产的作用,对西瓜枯萎病的大田防治效果平均达67%[18]。注意适时栽种,选用健康幼苗,使花期提前或推迟,避开发病有利时期,小麦开花灌浆期是麦穗最易感病的阶段,也是药剂保护的关键时期。据研究表明随着棉花移栽是苗岭增加,枯萎病的发病率病指均极显著地减小,且壮苗的发病率,病指都低于弱苗。因此枯棉花采取大壮苗和适宜迟栽,既能推迟枯萎病的发病期,又能有效降低发病率,减轻发病程度[]。1.6研究目的意义镰刀菌不仅会造成植物根、茎、叶的腐烂及枯萎,还会引起幼苗枯、果穗腐、植物种子、块茎的腐烂等病害,导致农作物,经济作物的严重减产和质量损失,而且这些真菌病原菌寄生在这些作物植物体内会产生多种次级代谢产物的真菌毒素,如单端孢霉烯族化合物、玉米赤霉烯酮、丁烯酸内酯和串珠镰刀菌素等,还有伏马菌素与AAL等都具有很强的毒性,能杀死植物细胞核;或者富集在粮食的谷物或种子内,这些毒素对人和动物有强烈的毒性,可以抑制真核生物细胞的蛋白质合成破坏人提及动物体内的免疫系统,食用后会引起肝脏,肾脏的衰竭及癌症。正因为镰刀菌对作物的生产及人类健康有着极大的危害,国际的众多科研人员在对镰刀菌的致病机制和防治的研究仍做着不懈努力。本研究对太阳花根际分离纯化所得的镰刀菌进行了形态学鉴定,对其生物学特性进行了研究。找出了最适合于该两种镰刀菌菌丝生长的温度、pH,研究了不同氮源、碳源对该镰刀菌菌丝生长的影响。对农作物、经济作物、观赏植物等的植物真菌病害的预防和防治具有现实意义。第二章材料与方法2.1实验材料与仪器2.1.1实验材料分离自太阳花根际并已成功鉴定出种属的镰刀菌。这两株目的菌株为禾谷镰刀菌和尖孢镰刀菌。2.1.2仪器与试剂仪器及设备:培养皿、锥形瓶、电子天超、净工作台、高压灭菌锅、光学显微镜、恒温箱、打孔器、接种针、镊子、酒精灯等试剂:酒精、蒸馏水、琼脂、葡萄糖、1mol/L浓度的盐酸、1mol/L浓度的氢氧化钠、H试纸等。2.2制备培养基在培养镰刀菌之前,需要对培养皿进行清洗,高温消毒杀菌,制备培养基时,首先对培养皿进行清洗,清洗完毕后,用烘干箱烘干。烘干后,用废报纸将培养皿包起,每十个培养皿为一摞,然后放进高压锅进行高压灭菌。本实验共需要配制4中培养基,具体成分如下:1.孟加拉红培养基 表SEQ表格\*ARABIC1孟加拉红培养基原料质量(g)原料质量(g)蛋白胨5葡萄糖10琼脂20蒸馏水1000mL磷酸二氢钾1硫酸镁(MgSO4.7H2O)0.51/3000孟加拉红溶液100Ml氯霉素0将称量后药品倒入1000mL去离子水中,用电磁炉进行加热,边加热边搅拌,将培养基溶液倒入锥形瓶,用牛皮纸包好,放入高压锅中高压灭菌,灭菌温度和时间分别是121℃和30min。2.PDA培养基表2PDA培养基原料质量(g)原料质量(g)土豆200葡萄糖20琼脂20蒸馏水1000mL注:PH自然将称量后药品倒入1000mL去离子水中,用电磁炉进行加热,边加热边搅拌,将培养基溶液倒入锥形瓶,用牛皮纸包好,放入高压锅中高压灭菌,灭菌温度和时间分别是121℃和30min。3.改良马丁培养基表3改良马丁培养基原料质量(g)原料质量(g)蛋白胨5葡萄糖10琼脂20蒸馏水1000mL磷酸二氢钾1硫酸镁(MgSO4.7H2O)0.5酵母浸出粉2注:PH6.2-6.6将称量后药品倒入1000mL去离子水中,用电磁炉进行加热,边加热边搅拌,将培养基溶液倒入锥形瓶,用牛皮纸包好,放入高压锅中高压灭菌,灭菌温度和时间分别是121℃和30min。4.麦芽浸膏培养基表4麦芽浸膏培养基原料质量(g)原料质量(g)蛋白胨1葡萄糖10琼脂20蒸馏水1000mL麦芽浸膏20将称量后药品倒入1000mL去离子水中,用电磁炉进行加热,边加热边搅拌,将培养基溶液倒入锥形瓶,用牛皮纸包好,放入高压锅中高压灭菌,灭菌温度和时间分别是121℃和30min。上述培养基灭菌完成后,待培养基冷却到40℃到50℃,快速将液体培养基倒入培养皿中,每个培养基到入20mL左右.待完全冷却凝固后,放入培养箱,对其进行24h的无菌检查。2.3两种菌株的活化培养及观察按照上述制备培养基的方法按照一定比例的孟加拉红培养基,将制备好的培养基倒入培养皿,用接种针挑取适量的目的菌种在培养皿中划线,将接种好的培养皿倒置在28℃恒温培养箱中培养。培养2-3天后用镊子挑取少量的菌丝放置在载玻片上滴入一滴清水将菌丝打散,盖上盖玻片,用吸水纸吸取多余的水分,最后放置在显微镜下观察。2.4尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生物学特性从温度、pH、培养基基质等方面进行实验,找寻其最适的生长条件。在进行每轮实验时都要将目的菌株进行画线培养,保证每轮实验所用到的菌株的生活力差别不大。菌丝生长速度(mm/d)=平均菌落直径/生长时间2.4.1培养基对尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌生长的影响将之前已经划线培养的目的菌株用打孔器从线的边缘打孔,接种在孟加拉红培养基、PDA培养基、改良马丁培养基、麦芽浸膏培养基上放置于28℃恒温培养箱中进行倒置培养,每个不同类型的培养基重复5个,培养7天。从培养开始,每隔24小时来测量菌落的直径并记录,每种菌共获得5组数据,寻找最适生长的培养基2.4.2温度对尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌生长的影响用最适培养基来进行温度梯度培养由于设备局限,然后将恒温培养的温度分别设置为4℃、20℃、28℃、37℃、共4个温度梯度,进行倒置培养,每个不同类型的培养基重复5个,培养7天。从培养开始每隔24小时来测量菌落的直径并记录,每种菌共获得5组数据,寻找最适生长的温度。2.4.3pH对尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌生长的影响用最适培养基进行PH梯度培养,将PH的梯度设为3、6、7、8、11共5个梯度,用打孔器从边缘打孔接种到不同PH的培养基上放置到28℃培养箱进行倒置恒温培养,每个不同类型的培养基重复5个,培养7天。从培养开始每隔24小时来测量菌落的直径并记录,每种菌共获得5组数据,寻找最适生长的PH。2.4.4氮源对尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌生长的影响配置不同氮源的培养基,分别用等量的尿素、酵母粉(牛肉膏)、硫酸铵和硝酸铵、胰蛋白胨等置换最适培养基中的蛋白胨,经高温高压灭菌后制成平板,放入培养箱对其进行24h的无菌检查。用打孔器取等量菌落接种于不同氮源的培养基上,放置于28℃恒温培养箱中进行倒置培养,每个不同类型的培养基重复5个,培养7天。从培养开始每隔24小时来测量菌落的直径并记录,每种菌共获得5组数据,寻找最适生长的氮源。2.4.5碳源对尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌生长的影响同样配置不同碳源的培养基,分别用淀粉、蔗糖、乳糖和甘露醇置换最适培养基中的葡萄糖。经高温高压灭菌后制成平板,放入培养箱,对其进行24h的无菌检查。用灭菌的打孔器取等量菌落接种于不同碳源的培养基上。放置于28℃恒温培养箱中进行倒置培养,每个不同类型的培养基重复5个,培养7天。从培养开始每隔24小时来测量菌落的直径并记录,每种菌共获得5组数据,寻找最适生长的碳源。第三章结果分析3.1尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的观察结果对该类菌进行传统真菌的鉴定方法,主要采取形态学鉴定的方法,形态学鉴定的经典方法主要包括:培养特征、形态学鉴定。挑取纯化后的菌株,制作成临时玻片,放置在光学显微镜下进行观察菌丝、大小分生孢子、厚垣孢子的形态。图1尖孢镰刀菌菌落及显微观察如图1所示,可以看出,该尖孢镰刀菌菌落开始生长时为白色、致密、圆形,并向四周扩展。菌落生长迅速、有明显的轮纹,周围有白色菌丝生长带。其产孢细胞为简单瓶梗,瓶梗较短,大分生孢子,镰刀形,有3-5个隔,顶端细胞似喙状,有顶生或间生的厚壁孢子。图2禾谷镰刀菌菌落及显微观察图2可以看出禾谷镰刀菌菌落呈灰白色,气生菌丝棉絮状,大型分生孢子长于粘分生孢子团中,不形成孢子堆,梭形至镰刀形,微弯,两端尖削,顶端亚锥形,基端有足细胞,多数3-5个隔膜。图3镰刀菌显微结构图3为镰刀菌的大小分生孢子,厚垣孢子的形状及着生位置。
3.2尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生长条件、3.2.1不同培养基尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生长情况尖孢镰刀菌禾谷镰刀菌天数/平均生长速度(mm/d)麦芽浸膏琼脂培养基PDA培养基孟加拉红培养基改良马丁培养基天数/平均生长5速度(mm/d)麦芽浸膏琼脂培养基PDA培养基孟加拉红培养基改良马丁培养基19.8010.207.009.60115.2021.809.8021.4029.108.907.3010.20217.0025.4015.4023.5039.008.877.339.80318.1325.6015.2022.5349.009.357.609.80418.4022.5015.1022.4058.688.927.449.44515.7115.0468.509.207.879.57614.0314.8777.839.067.809.29712.5412.86表SEQ表格\*ARABIC2不同培养基下尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度由表5可知,不同的培养基对禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌菌丝的生长有着一定的影响,两种镰刀菌在不同培养基中都能够生长。尖孢镰刀菌在改良马丁培养基中生长状况最好,生长速度最快,其次是麦芽浸膏培养基。禾谷镰刀菌在PDA培养基中生长状况最好,生长速度最快,其次是改良马丁培养基。图4不同培养基下木尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度由表5图4可得尖孢镰刀菌、禾谷镰刀菌在不同种培养基中生长都会表现着同一种生长趋势,即在培养前期都快速生长,到达一定的时期后菌丝的生长开始减慢,直至张满整个培养皿。但都可以明确的看出尖孢镰刀菌改良马丁培养基快速生长,最高生长速度为10.20mm/d,禾谷镰刀PDA培养基中保持着较高的生长速度进行生长,最高生长速度25.60mm/d/。3.2.2不同温度尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生长情况表6不同温度下尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度尖孢镰刀菌禾谷镰刀菌天数/平均生长速度(mm/d)4℃20℃28℃37℃天数/平均生长速度(mm/d)4℃20℃28℃37℃10.009.2010.008.6010.0016.2021.000.0020.0010.207.107.7020.0017.7021.700.0030.007.079.477.4030.0017.2024.070.0040.006.609.357.2542.1517.5522.500.0050.006.449.247.1651.9617.720.0060.006.809.406.6062.230.0070.006.669.316.3172.290.00由表6可知尖孢镰刀菌在4℃下不能生长,在37℃能生长,最适生长温度为28℃,其他温度梯度下均能生长只是较28℃的生长速度慢。禾谷镰刀菌在4℃下能生长,在37℃下不能生长最适生长温度为28℃,在20℃时禾谷镰刀菌的生长情况比尖孢镰刀菌好。图5不同温度下木尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度由表6图5可知温度是镰刀菌生长的一个重要条件,在同一温度的不同培养阶段菌丝的生长会随着培养时间的增加而减慢,尖孢镰刀菌生长温度范围在20℃-37℃,禾谷镰刀菌的生长温度范围在4℃-28℃,尖孢镰刀菌在37℃下能稳定生长,而禾谷镰刀菌在4℃条件下前期培养时生长缓慢,在前三天菌丝基本未生长在第四天时才开始慢慢生长。3.2.3不同pH尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生长情况表7不同pH中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度尖孢镰刀菌禾谷镰刀菌天数/平均生长速度(mm/d)PH3PH6PH7PH8PH11天数/平均生长速度(mm/d)PH3PH6PH7PH8PH1110.0010.8010.6011.200.0010.0023.4027.2029.200.0020.009.709.409.300.0024.7025.7027.0027.309.0030.009.879.939.133.8733.7326.7326.2027.1311.3342.409.459.409.403.7043.3022.5022.5022.5012.6552.409.209.369.243.8052.8013.1262.379.039.378.933.7062.7313.4072.268.919.209.003.7172.3612.17由表7可知,不同的pH对镰刀菌菌丝的生长有着一定的影响,当pH值为3时两种菌均能生长但随着培养时间的增加,菌丝生长速度逐渐减慢,尖孢镰刀菌、禾谷镰刀菌最大平均生长速度分别为2.40mm/d,4.70mm/d。当pH值为6时尖孢镰刀菌快速生长然后随着时间的增加生长速度减慢,禾谷镰刀菌的生长速度随时间的增加而增大,达到最大值26.73mm/d时又开始减慢。当pH值为7时两株镰刀菌第一天均以最大生长速度生长然后随着时间减慢。当pH值为8时禾谷镰刀菌的生长趋势明显比尖孢镰刀菌快,第一天就达最大生长速度29.20mm/d。。当pH值为11时,两菌均生长。图6不同pH中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度由表7和图6可以看出不同的pH对镰刀菌菌菌丝的生长有着一定的影响,在pH值为3~11之间都能生长,其中当pH值为6~8时菌丝生长速度最快,所以两种镰刀菌的最适pH值为6~8,同时发现当pH值增高时尖孢镰刀菌的生长速度就会逐渐减慢,而禾谷镰刀菌的生长速度会增加。说明尖孢镰刀菌生长偏弱酸性,禾谷镰刀菌生长偏弱碱性。3.2.4不同氮源培养基中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生长情况尖孢镰刀菌禾谷镰刀菌胰蛋白胨牛肉膏尿素硝酸铵硫酸铵天数/平均生长速度(mm/d)胰蛋白胨酵母膏尿素硝酸铵硫酸铵118.802.660.0015.6016.00121.8020.400.0015.6023.60214.6014.003.6011.8012.20224.4023.700.0022.5027.00312.7312.205.139.5310.00324.0023.134.4324.1323.47411.6011.056.008.008.45421.8520.858.9520.1518.70511.1610.566.487.527.72517.6017.409.8616.5215.52610.839.506.936.476.80614.578.9313.9012.93710.068.866.975.746.067表8不同氮源培养基中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度由表8可知,不同的氮源对镰刀菌菌丝的生长有着一定的影响,尖孢镰刀菌菌丝生长速度增减的顺序为:胰蛋白胨>牛肉膏>硫酸铵>硝酸铵>尿素,且最大平均生长速度分别为:18.8mm/d、14.60mm/d、16.00mm/d、15.60mm/d、6.97mm/d。禾谷镰刀菌菌丝生长速度增减顺序为:胰蛋白胨>硫酸铵>酵母膏>硝酸铵>尿素,且最大平均生长速度分别为:24.40mm/d、27.00mm/d、23.70mm/d、24.13mm/d、9.86mm/d。图7不同氮源培养基中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度由表8和图7可得出以胰蛋白胨作为氮源的培养基中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生长速度最快,其次尖孢镰刀菌在以牛肉膏为氮源和禾谷镰刀菌以硫酸铵为氮源的培养基中的生长也较为良好,以尿素为氮源的培养基中木尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生长速度最慢。所以,可以得出胰蛋白胨是镰刀菌生长的最佳氮源。同时由图4可以看出该镰刀菌在含氮量低的培养基中菌丝的生长情况比在以尿素为氮源的培养基中生长的更好,针对这一现象还需要进行进一步的研究。3.2.5不同碳源培养基中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的生长情况尖孢镰刀菌禾谷镰刀菌天数/平均生长速度(mm/d)葡萄糖蔗糖乳糖甘露醇淀粉天数/平均生长速度(mm/d)葡萄糖蔗糖乳糖甘露醇淀粉19.409.208.408.608.80123.0018.5020.4018.2016.4029.208.206.906.706.90224.1022.3022.9018.1015.8038.878.537.276.537.40323.4023.6723.0716.8016.7349.208.757.407.007.95419.4020.0521.8517.2017.5558.848.887.327.288.00515.8016.8417.6015.0816.0468.978.877.177.408.036表9不同碳源培养基中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度由表9可知,不同的碳源对镰刀菌的生长有着一定的影响,当以葡萄糖为碳源时该两种镰刀菌菌丝生长的最大平均生长速度分别为:9.40mm/d、24.10mm/d。当以淀粉为碳源时该两种镰刀菌菌丝生长的最大平均生长速度分别为8.80mm/d、16.73mm/d,当以蔗糖为碳源时该两种镰刀菌菌丝生长的最大平均生长速度分别为8.80mm/d、23.67mm/d,当以乳糖为源时该两种镰刀菌菌丝生长的最大平均生长速度分别为8.40mm/d、23.07mm/d,当以甘露醇为源时该两种镰刀菌菌丝生长的最大平均生长速度分别为8.60mm/d、18.20mm/d。图8不同碳源培养基中尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的平均生长速度由表9和图8可得出不同的碳源对镰刀菌的生长有着一定的影响,其中以葡萄糖、蔗糖、淀粉为碳源的培养基时尖孢镰刀菌的生长情况最好,以乳糖,甘露醇为碳源时生长较慢,葡萄糖为最佳碳源。禾谷镰刀菌在以葡萄糖、乳糖、蔗糖为碳源的培养基中生长最好,以淀粉、甘露醇为碳源时生长较慢,葡萄糖为最佳碳源。第四章结论与讨论4.1讨论镰刀菌是一种世界性广泛分布的,寄生性强的真菌。分析不同温度和pH对镰刀菌生长的影响,结果表明,镰刀菌在4℃-37℃下可以生长,且不同的镰刀菌在相同的温度条件下都有相同的生长趋势,随着温度的增加镰刀菌的生长速度会增加到达一定的速度时有会减慢。镰刀菌的最适生长温度为28℃过高或过低的温度都会抑制镰刀菌的生长。在pH梯度试验中,得出镰刀菌在pH3-11之间均能够生长,最适范围在pH6-8。师雯等人在做温度、pH对不同镰刀菌生长及产毒情况的影响,结果表明,相同培养条件下不同镰刀菌的生长速率存在差异,但在不同温度或pH的生长趋势具有相对一致性,镰刀菌在10-30℃和pH3-11范围均能生长,最适温度及pH范围为20-30℃和Ph6-8,本实验的结果和他的基本一致。因此调节种植温度和土壤的pH值在一定程度上均能抑制镰刀菌的生长,在对保护经济作物提高作物产量等方面起着一定的作用[20]。不同培养基的营养成分对镰刀菌的生长影响也很大,在相同培养基上不同镰刀菌的生长状况是存在差异的,经实验结果可以明显看出禾谷镰刀菌的生长速率明显大于尖孢镰刀菌的生长速率,同一种菌在不同的培养基上生长也存在差异。秦涵淳[21]等在进行培养基成分对香蕉枯萎尖孢镰刀菌生长的影响,结果表明,不同培养基上镰刀菌菌落直径的大小与培养基中的C、N比含量的多少有关。初步看来,N源影响尖孢镰刀菌菌丝的生长大于C源,N源含量越多生长速度越快,C源的含量越多生长的速度越慢。各种氮源中C含量的递增顺序:牛肉膏<酵母膏<胰蛋白胨<硫酸铵<硝酸铵<尿素,各种碳源中碳含量的递增顺序:甘露醇<葡萄糖<蔗糖<乳糖<淀粉。尖孢镰刀菌在不同氮源培养基中菌丝生长速度递增的顺序为:尿素<硝酸铵<硫酸铵<牛肉膏<胰蛋白胨,禾谷镰刀菌在不同氮源培养基中菌丝生长速度增减顺序为:尿素<硝酸铵<酵母膏<硫酸铵<胰蛋白胨。尖孢镰刀菌在不同碳源培养基中菌丝生长速度递增的顺序为:甘露醇<乳糖<淀粉<蔗糖<葡萄糖,禾谷镰刀菌在不同碳源培养基中菌丝生长速度递增的顺序为:淀粉<甘露醇<蔗糖<乳糖<葡萄糖。由此从该实验中得出结论与上述的结果不太一致,具体原因还有待研究。在实验结果比较分析得出,与添加其它碳源相比,在培养基中加入葡萄糖显著增加了培养基中镰刀菌的数量,说明葡萄糖作为碳源对镰刀菌生长的影响作用最大。在培养基中添加铵态氮对尖孢镰刀菌有显著的抑制作用,会抑制镰刀菌的生长,其中一部分原因是铵态氮浓度过高本身对尖孢镰刀菌的抑制作用,也可能是由于铵态氮在培养基中发生硝化作用降低培养基中的pH值导致的。王秋君等在不同养分元素对致病性尖孢镰刀菌在土壤团聚体中分布的影响得出在土壤中添加氮、钙、镁、铜、锌、铁和锰元素对尖孢镰刀菌的生长具有显著的抑制作用[22]。侯恩庆在水稻腐穗中分离纯化出各种镰刀菌并对其进行生物学特性研究时得出,尖孢镰刀菌的最适生长温度是25℃,最适PH为6,最佳碳源是葡萄糖、蔗糖,最佳氮源是硝酸钠;禾谷镰刀菌最适生长温度是25℃,最佳pH为6,最佳碳源是葡萄糖、蔗糖,最佳氮源是尿素,硝酸钠[23]。这与本实验的到得的结果大有不同,可能的原因是:一是材料的来源不同,水稻生长的环境潮湿,并且会在水田里施加尿素等氮肥,因此会对尿素的利用较高;太阳花生长环境在野外,无人工施肥,镰刀菌只能利用寄主植物自身合成的有机物来进行生长繁殖。二是设置的实验温度、pH的梯度不同,但最适生长的温度,pH的范围相接近,他得出温度范围15-35℃,pH范围pH6-8,本实验得出的结果是最适温度范围20-28℃,Ph6-8。在该温度范围内是使各种植物感染镰刀菌的高发阶段,在此期间应做好防治准备,减低损失。在实验过程中经常会发生杂菌污染,减慢实验进度,可能的原因:一是在接种过程中无菌操作不严格被空气中的杂菌污染,实验用具灭菌不完全,二是在培养中未用薄膜包裹,恒温培养箱中其他菌类的培养较多,以至于杂菌孢子进入培养基中造成污染。应对措施:将被污染平板进行高压蒸汽灭菌然后将培养基质丢弃,把平板清洗干净灭菌烘干,在使用超净工作台之前紫外灯灭菌30min,完成之后用风扇打开2min,再用酒精清洗工作台和手,倒平板时盖子打开不要过大,锥形瓶倾斜放置,接种器具在酒精灯外焰灼烧,最后倒置在恒温培养箱中培养,必要时可加入链霉素。4.2结论实验结果表明镰刀菌在4-37℃下能生长,尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的最适生长温度均为28℃,但尖孢镰刀菌在4℃被抑制生长,禾谷镰刀菌在37℃下被抑制生长。在不同pH试验当中可知镰刀菌在pH3-11范围内均能生长,被试验的两种镰刀菌的最适pH范围在pH6-8。对pH要求不严格。尖孢镰刀菌的最适pH值为7,禾谷镰刀菌的最适pH值为8.在不同的碳氮源对镰刀菌生长的影响试验中得知在胰蛋白胨为氮源,葡萄糖为碳源时镰刀菌生长的最好最快。参考文献[1]、袁微微.镰刀菌的SRAP分子标记及其遗传多样性分析[D].山西农业大学,2013.[2]、WollenweberHW,ReinkingOA.Die.Fusarien,ihreBeschreibung,SchadwirkungundBekämpfung[M].Berlin:PaulParey,1935[3]、俞大绂.中国镰刀菌属(Fusarium)菌种的初步名录[J].植物病理学报,1955,1(1):1-18[4]、ShenRQ,ZhangP,GuoCJ,etal.StudyonfungibelongingtoFusariumLinkinNingxiaHuiAutonomousRegion[J].JournalofAnhuiAgriculturalSciences,2012,
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