1. 引言
河南地处中纬度地带,是我国北亚热带和暖温带地区的过渡带,也是我国小麦等粮食作物主产区。镰刀菌属(fusarium)以大型分生孢子镰刀形而得名,以内壁芽生瓶体方式产孢。该属下的大多数种是世界性分布的土壤真菌,很多种类是多种作物的重要病原菌,可以引起根腐、茎腐、维管束萎蔫、果实腐烂或穗部病害,有些种引起贮藏性腐烂 [1] 。其中禾谷镰刀菌(f. graminearum)引起的小麦赤霉病是国际流行病害,该病不仅会造成小麦减产和籽粒品质下降,同时产生的赤霉毒素可使人畜中毒危害人畜的健康,从而严重影响小麦的商品价值 [2] 。假禾谷镰刀菌(f. pseudograminearum)可以引起玉米和小麦的茎基腐病,在禾谷类作物的主要产区普遍发生,并且在澳大利亚主要粮食带并不受气候变化的影响 [3] 。轮枝镰刀菌(f. verticillioides)引起玉米茎腐病 [4] ,黄色镰刀菌(f. culmorum)可以引起冷凉地区麦类茎基腐 [5] 。本研究集中对河南省不同地市的小麦土壤中的镰刀菌做一系统调查,对进一步了解该类群真菌的分布特点有重要的意义。
2. 实验方法
土壤样品采自河南的郑州,开封,商丘,洛阳,南阳等地,采集土壤表层(表层1~2 cm的土层铲去)土,一个采集点取约100 g土壤作为1份样本,装入无菌袋,带回实验室后放入
4 ℃
冰箱中保存备用。
采用稀释平板法处理土壤样品,单孢分离法分离纯化目的菌株。将自来水琼脂 小麦秸秆培养基(twa w)上于25℃培养箱内培养15天以后长出的菌落置于体视镜下观察,用细长挑针挑取目的真菌单个孢子于pda平板,于25℃生化培养箱内培养7天后,挑取单菌落,获得纯菌种。采用冷冻管保藏法和斜面保存法结合存放菌株。并制作干制培养物标本并保存。利用挑片法制作玻片标本。采用形态描述、绘图与显微摄影相结合的方式,全面记录菌株信息,具体操作细节参考耿月华 [6] 。
3. 实验结果
木贼镰刀菌(图1)
fusarium equiseti (corda) sacc., syll. fung. (abellini) 4: 707 (1886)
菌落形状圆形或不规则,米白色至淡黄色,气生菌丝较短,棉絮状,不能长至培养皿盖,生长速度比砖红镰刀菌慢。后期,菌落颜色加深,中央呈黑色;孢子形态:大型分生孢子月牙形,3~7个分隔,分隔明显,顶孢呈锥形,大小为45~75 × 4~5 μm;厚垣孢子顶生,成串状或成结状,。参考魏景超 [7] 论著,该菌通过形态特征可以鉴定为木贼镰刀菌(fusarium equiseti)。
富士镰孢菌(图2)
fusarium fujikuroi nirenberg, mitt. biol. bundanst. ld- u. forstw. 169: 32 (1976)
在pda培养基上,14 d菌落直径为90 mm。气生菌丝羊毛状至粉状,白色或粉色,菌落背面产生粉色或紫色色素;培养后期可产生桔黄色分生孢子座。大型分生孢子为较直而细长的镰刀形,通常不易产生,常见于分生孢子座上,顶细胞尖而弯曲,足细胞明显,细胞壁薄,3~5分隔,30~47.5 × 2.5~4 um:小型分生孢子量大,大多数成链状生长,分生孢子链长,常大于50 μm,偶见聚生,多为棒形,一端平截,0~1分隔,多无分隔,5~20 × 2.5~5 μm;产孢细胞为单瓶梗,具分枝,有时成轮枝状分枝,22.5~52.5 × 2.5~4 μm,无厚垣孢子。
腐皮镰刀菌(图3)
fusarium solani (mart.) sacc., michelia 2 (no.7): 296 (1881)
在pda培养基上,菌落颜色初期白色,微发黄,气生菌丝棉絮状至毡状;产孢瓶梗多单生。大型分生孢子呈镰刀形,顶端尖而扁平,基部楔形,1~3个隔膜,一个分隔大小为10~20 × 2.5~5 μm,3个分隔:19~30 × 3.5~5 μm。小型分生孢子卵形或倒梨形,7~9 × 2.5~3 μm。
. the conidia and conidiophore of fusarium equiseti
图1. 木贼镰刀菌的菌落形态和分生孢子梗及分生孢子(在40×物镜下照相)
. the conidia and conidiophore of f. fujikuroi
图2. 富士镰刀菌的菌落形态和分生孢子梗及分生孢子
. the conidia and conidiophore of f. solani
图3. 腐皮镰刀菌的分生孢子梗和分生孢子(在40×物镜下照相)
4. 讨论
通过对郑州,开封,商丘,洛阳,南阳,孟州等地区小麦地土样的分离培养,获得了三种镰刀菌,分别是木贼镰刀菌(f. equiseti),富士镰刀菌(f. fujikuroi)和腐皮镰刀菌(f. solani)。他们均为重要的植物病原菌 [8] ,木贼镰刀菌(f. equiseti)引起紫花苜蓿和很多蔬菜的根腐病 [9] ,fusarium fujikuroi可以引起水稻恶苗病菌 [10] ,不过目前未见在小麦上致病的报道;腐皮镰刀菌(f. solani)引起大豆的根腐病。而禾谷镰刀菌(f. graminearum)是小麦赤霉病的主要病原物,在我们的分离过程中并未获得任何菌株。另外,镰刀菌的很多种已经发现了其有性态 [11] ,大多为gibberella或者nectria [12] 。不过,我们在土壤中分离获得的都是其无性状态,并且在正常pda培养1个月都没有子囊壳出现。另外,对于小麦多份土壤的its2宏测序,结果显示有少量fusarium属的outs存在,在0.1%~2.5%之间波动(未发表数据),都说明该属内的病原菌很多是以无性阶段营腐生生活。对于此三种镰刀菌我们下一步拟做小麦的致病性验证,以期了解其致病能力强弱,找到腐生性和寄生性镰刀菌的联系。
基金项目
受国家自然科学基金(31400129 & 31770029)支持。
notes
*并列第一作者。
#通讯作者。