楊可心,陳秀葉,劉暢,鹿秀云,郭慶港*,馬平
(1.河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護研究所/河北省農(nóng)業(yè)有害生物綜合防治工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室,河北 保定071000;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院,南京210095)
由尖孢鐮刀菌萎蔫?;停‵usarium oxysporumf.sp.vasinfectum)引起的棉花枯萎病是棉花生產(chǎn)上的主要病害之一,給棉花生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失[1]。種植抗病品種是防治棉花枯萎病的有效措施之一[2],但近年來田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),棉花枯萎病發(fā)生提前,并且存在越來越重的趨勢,推測可能與病原菌的遺傳分化有關(guān)。
根據(jù)在不同寄主上的致病力強弱,棉花枯萎病菌被劃分為8個不同的生理小種,1號和2號生理小種分布在美國和坦桑尼亞[3],3號生理小種分布在埃及、以色列、蘇丹和我國新疆的個別地區(qū)[4];4號生理小種最初在印度被發(fā)現(xiàn),2001年在美國的加州地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了1株強致病力棉花枯萎病菌,通過致病力測定和分子檢測技術(shù),該菌株被鑒定為4號生理小種[5]。5號生理小種分布于蘇丹,對海島棉有侵染性,對陸地棉無侵染作用[6];6號生理小種存在于巴西,其致病力與1、2號生理小種相似。7號和8號生理小種存在于中國,并且7號生理小種致病力較強,是我國的優(yōu)勢生理小種[7]。除了上述8個明確的生理小種外,在澳大利亞存在一類獨特的生理型菌株。澳大利亞生理型菌株致病力較強,對澳大利亞大部分棉花品種表現(xiàn)較強的致病力,給當(dāng)?shù)孛藁ㄉa(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。通過多基因序列比對發(fā)現(xiàn),澳大利亞生理型菌株是由澳大利亞本土起源[8]。近年來,隨著測序技術(shù)的快速發(fā)展,國內(nèi)外相繼分離出幾個具有不同遺傳背景的生理型菌株[9]。
尖孢鐮刀菌產(chǎn)生植物毒素導(dǎo)致植物萎蔫是其致病的主要機理之一。尖孢鐮刀菌可以產(chǎn)生多種植物毒素,包括鐮刀菌酸(Fusaric acid)、白僵菌素(Beauvericin)、苯乙酸(Phenylacetic acid)[10-11],其中鐮刀菌酸是棉花枯萎病菌產(chǎn)生的主要毒素,引起棉花植株萎蔫癥狀,阻斷鐮刀菌酸合成后可以顯著降低棉花枯萎病菌的致萎能力[12-13]。棉花枯萎病菌不同生理小種之間毒素的種類以及鐮刀菌酸的產(chǎn)量不同[14]。
Guo等對采自我國主要植棉區(qū)的棉花枯萎病菌進行遺傳多樣性分析,發(fā)現(xiàn)我國棉花枯萎病菌存在不同于3號、7號和8號生理小種的新生理型菌株;進一步通過看家基因序列比對,證明這類新生理型菌株與澳大利亞生理型菌株親緣關(guān)系較近;致病力測定表明,新生理型菌株對我國主要的棉花品種致病力較弱[9]。本研究的目的包括:(1)明確棉花枯萎病菌新生理型菌株、7號生理小種以及澳大利亞生理型菌株產(chǎn)生的主要毒素種類以及產(chǎn)量差異;(2)采用離體葉片法評價毒素的致病力。本研究結(jié)果將進一步加深對新生理型菌株的了解,為新生理型菌株致病力長期監(jiān)測及防控提供依據(jù)。
棉花枯萎病菌新生理型H70菌株采自河北省威縣,通過擴增片段長度多態(tài)性(Amplified fragment length polymorphism,AFLP)分析以及多基因序列比對,證明該菌株不同于我國已發(fā)現(xiàn)的3號、7號和8號生理小種,而與澳大利亞生理型菌株親緣關(guān)系較近[9]。7號生理小種由河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護研究所植物病害生物防治實驗室分離并保存提供,澳大利亞生理型菌株ATCC96291購自美國菌株保存中心(American Type Culture Collection,ATCC)。
將棉花枯萎病菌7號生理小種、H70及澳大利亞生理型菌株ATCC96291菌株接種在馬鈴薯葡萄糖瓊脂(Potato dextrose agar,PDA)培養(yǎng)基(pH 5.5)上,25℃條件下培養(yǎng)5 d,觀察不同菌株的形態(tài)。將3株棉花枯萎病菌在馬鈴薯葡萄糖液體(Potato dextrosebroth,PDB)培養(yǎng)基(pH 5.5)中,25℃、160 r·m in-1下震蕩培養(yǎng)5 d,培養(yǎng)液在10000 r·m in-1下離心10min,觀察上清液的顏色。
將供試菌株接種在PDA培養(yǎng)基上,在25℃條件下培養(yǎng)5 d,挑取菌落邊緣相同大小的菌餅于PDA培養(yǎng)基上,分別置于20℃、25℃、30℃和35℃溫度梯度下培養(yǎng),每個溫度3次重復(fù),7 d后利用十字交叉法測量菌落平均直徑,觀察菌株在不同溫度下的生長差異。
將供試菌株接種在綠豆湯培養(yǎng)基(pH 6.0)[15]中,25℃、160 r·m in-1下震蕩培養(yǎng)5 d,經(jīng)4層紗布濾去菌絲,制成孢子懸浮液,在顯微鏡下觀察孢子形態(tài)。
將棉花枯萎病菌菌株H70、7號生理小種和ATCC96291分別接種到PDA培養(yǎng)基上,25℃黑暗培養(yǎng)7 d,切取菌落邊緣直徑為6 mm的菌餅,放入100 m L察氏培養(yǎng)基[16]中,25℃、120 r·min-1振蕩培養(yǎng)15 d。培養(yǎng)液4層紗布過濾,過濾液3 000 r·m in-1下離心30 m in。上清液再次用3層濾紙過濾,收集濾液。將濾液置于65℃水浴30 min,得到粗毒素。取粗毒素50 m L,用1 mol·L-1的HCl調(diào)pH至2.5,用10 m L乙酸乙酯萃取3次,合并有機相,45℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除有機相。蒸干后的殘留物用色譜級甲醇溶解并調(diào)整質(zhì)量濃度為20 g·L-1,然后用孔徑為0.45μm的過濾器過濾得到毒素提取液,置于4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
利用Waters-2695高效液相色譜儀(美國Waters公司)對毒素提取液進行分離、檢測。色譜柱為Agilent TC-C18(柱長250 mm,直徑4.6 mm,填料粒徑5μm),流動相A相為0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))K2HPO4·3H2O溶液(使用前,用濃H3PO4將其pH調(diào)節(jié)至7.34),流動相B相為甲醇。梯度洗脫程序:0~20 m in,流動相B從50%(體積分?jǐn)?shù))逐漸提高到75%;20~25 m in,流動相B從75%逐漸降低到50%。流速為1 m L·m in-1,檢測波長為268 nm。鐮刀菌酸標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma公司)用甲醇溶解并配制成質(zhì)量濃度為10~1 000 mg·L-1的系列稀釋液,按照質(zhì)量濃度從低到高的順序連續(xù)進樣,以進樣鐮刀菌酸標(biāo)準(zhǔn)品的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x),以檢測到的峰面積為縱坐標(biāo)(y)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,得到回歸方程。對3個菌株的毒素提取物進行液譜分析,根據(jù)峰面積大小計算每個菌株鐮刀菌酸的產(chǎn)量[17]。收集3個菌株毒素提取液中的特異性物質(zhì),濃縮后進行質(zhì)譜鑒定。
采用液質(zhì)聯(lián)用儀(Triple TOF 5600,美國AB公司)對毒素中特異性物質(zhì)進行鑒定。液相色譜柱為Shim-pack GIST C18(柱長100 mm,直徑2.1 mm,填料粒徑2μm),流動相A相為H2O,流動相B相為乙腈,洗脫條件為0~0.5 m in,流動相B為10%;0.5~1.5 m in,流動相B從10%提升到40%;1.5~2.5 m in,流動相B從40%升到95%;2.5~3.5 m in,流動相B為95%;3.5~3.6 m in,流動相B從95%降到10%;3.6~5.0 m in,流動相B為10%。流速:0.4 m L·m in-1,柱溫:40℃,進樣量:2μL。質(zhì)譜條件:采用電噴霧電離源(Elaectrospray ionization,ESI),正離子掃描方式;檢測方式為飛行時間全掃描質(zhì)譜和二級質(zhì)譜(TOF MS IDA MS-MS)模式。電噴霧電壓為5 500 V,離子源溫度為500℃。TOF-MS掃描范圍的質(zhì)核比(m/z)為20~500;觸發(fā)二級掃描范圍的m/z為30~500。
采集健康一致的棉花葉片(冀棉11,對枯萎病敏感品種),用清水沖洗干凈。將棉花葉片置于含有水瓊脂的培養(yǎng)基中,用無菌針頭將葉片刺破,每個傷口滴加20μL(20 g·L-1)的粗毒素。將培養(yǎng)皿置于培養(yǎng)箱中25℃黑暗培養(yǎng),3 d后測量病斑面積。設(shè)置20 g·L-1的鐮刀菌酸標(biāo)準(zhǔn)品作為陽性對照,甲醇為陰性對照,每個處理4個重復(fù)[18]。
分別從河北省保定市定興縣、邯鄲市成安縣和滄州市黃驊市的棉田中采集淺層土(去除表層土后,采集地下20 cm以內(nèi)的土壤)。土壤樣品的理化性質(zhì)(pH、電導(dǎo)率及有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效鉀、速效磷含量)由青島橫立檢測有限公司測定。將供試土壤和蛭石過篩按體積比1∶1充分混勻,121℃滅菌1 h,晾涼后再重復(fù)滅菌1次。將棉花枯萎病菌孢子懸浮液與土壤充分混勻,使土壤中孢子的含量達到106g-1。冀棉11種子經(jīng)表面消毒后,于25℃下催芽,將露白的棉種播種到混有枯萎病菌的培養(yǎng)基質(zhì)中,25℃恒溫室內(nèi)培養(yǎng)(12 h光照,12 h黑暗)。播種20 d后調(diào)查棉花枯萎病的發(fā)病情況,計算病情指數(shù)[9]。
比較了H70、7號生理小種和ATCC96291在PDA培養(yǎng)基上的形態(tài)差異。結(jié)果表明,7號生理小種和H70均能形成明顯的氣生菌絲,而ATCC96291氣生菌絲較少(圖1)。在PDB培養(yǎng)基上25℃、160 r·m in-1震蕩培養(yǎng)5 d后,7號生理小種產(chǎn)生淡褐色(紫色)的色素,但H70和ATCC96291均沒有色素產(chǎn)生,且7號生理小種培養(yǎng)液的上清液呈淡粉色,H70和ATCC96291的上清液均無色素產(chǎn)生(圖2)。
圖1 棉花枯萎病菌菌株H70、7號生理小種(Race7)、ATCC96291的氣生菌絲觀察Fig.1 Aerial hypha of strains H70,race 7 and ATCC96291 of Fusarium oxysporum f.sp vasinfectum
圖2 棉花枯萎病菌菌株H70、7號生理小種(Race7)、ATCC96291的菌落形態(tài)及上清液觀察Fig.2 Morphology and supernatantof strains H70,race 7 and ATCC96291 of Fusarium oxysporum f.sp vasinfectum
進一步比較了H70、7號生理小種和ATCC96291在不同溫度下的生長情況。結(jié)果表明,3個菌株在25~30℃生長最好,7 d后菌落直徑達到3.4~4.2 cm,在35℃下不能生長。在20℃下,7號生理小種生長較快,而H70生長較慢;但在25℃和30℃下,H70和ATCC96291菌株生長較快,7號生理小種生長較慢(圖3)。
觀察3株棉花枯萎病菌在綠豆湯培養(yǎng)基中形成的孢子形態(tài),結(jié)果(圖4)發(fā)現(xiàn),7號生理小種形成的分生孢子以雙核小型孢子為主,孢子大小為(10~15)μm×(3~5)μm,存在少數(shù)多核大型孢子[(30~35)μm×(3~5)μm)]。H70菌株形成的分生孢子均為單核的小型分生孢子,孢子大小為(10~15)μm×(3~5)μm。而ATCC96291菌株形成的分生孢子均為大型分生孢子,孢子多核,大小為(30~35)μm×(3~5)μm。
圖3 棉花枯萎病菌菌株H70、7號生理小種、A TCC96291菌株在不同溫度下生長情況Fig.3 Grow th of strains H70,race 7 and ATCC96291 of Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum under different temperatures
圖4 棉花枯萎病菌7號生理小種、H70、ATCC96291菌株的孢子形態(tài)觀察Fig.4 The morphological features of strains H70,race 7 and ATCC96291 of Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum
利用液相色譜對棉花枯萎病菌新生理型菌株H70、7號生理小種和ATCC96291的毒素提取液進行分析。結(jié)果(圖5)顯示,3個菌株的毒素提取物中均存在1種特異性物質(zhì),保留時間為6.5 min,且該特異性物質(zhì)與鐮刀菌酸具有相似的保留時間。由此推斷,3個菌株均產(chǎn)生鐮刀菌酸。
以鐮刀菌酸作為對照,進一步利用液質(zhì)聯(lián)用儀對3株枯萎病菌中經(jīng)液譜分離獲得的特異性物質(zhì)進行質(zhì)譜分析。結(jié)果(圖6)顯示,H70、7號生理小種和ATCC96291毒素提取液中的特異性物質(zhì)m/z均為180.1,與鐮刀菌酸標(biāo)準(zhǔn)品的m/z相同,并且3個菌株毒素提取物中的特異性物質(zhì)與鐮刀菌酸標(biāo)準(zhǔn)品的二級質(zhì)譜圖相同。結(jié)果證明,3株棉花枯萎病菌均可產(chǎn)生鐮刀菌酸。
3株棉花枯萎病菌具有相同的生長速率(結(jié)果未列出)。利用鐮刀菌酸標(biāo)準(zhǔn)品構(gòu)建了基于峰面積和鐮刀菌酸質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果發(fā)現(xiàn),鐮刀菌酸質(zhì)量濃度在10~1 000 mg·L-1范圍內(nèi)與峰面積具有較高的線性關(guān)系(y=16 635x+51 237,R2=0.999)。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)曲線,比較了3個菌株毒素提取物中鐮刀菌酸的質(zhì)量濃度。結(jié)果表明,鐮刀菌酸的產(chǎn)量在3個菌株之間存在顯著性差異(表1)。棉花枯萎病菌7號生理小種毒素提取物中鐮刀菌酸的質(zhì)量濃度最大,為1 259.32 mg·L-1;ATCC96291毒素提取物中鐮刀菌酸的質(zhì)量濃度次之,為778.32 mg·L-1;而H70毒素提取物中鐮刀菌酸的質(zhì)量濃度最小,為135.18 mg·L-1。上述結(jié)果證明,7號生理小種產(chǎn)生的鐮刀菌酸最多,而H70產(chǎn)生的鐮刀菌酸最少。
將質(zhì)量濃度為20 g·L-1的毒素采用葉片穿刺的方法接種于棉花葉片上,以20 g·L-1鐮刀菌酸為陽性對照,以甲醇和察氏培養(yǎng)基為陰性對照。結(jié)果顯示,鐮刀菌酸能引起棉花葉片發(fā)生大面積的萎蔫壞死,3個菌株的毒素提取液均能導(dǎo)致棉花葉片出現(xiàn)病斑,其中7號生理小種毒素提取液處理的病斑面積最大,其次是ATCC96291,而H70的毒素對棉花葉片的毒力最?。▓D7)。
對采自黃驊市、定興縣和成安縣的土壤進行理化性質(zhì)檢測,結(jié)果(表2)表明,黃驊市土壤堿性最強,有機質(zhì)含量較低;定興縣的土壤為輕壤土,有機質(zhì)含量較高;成安縣的土壤為褐土,土壤養(yǎng)分中等。
圖5 毒素提取液的高效液相色譜分析Fig.5 HPLC analysis of the toxins extracted from Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum
圖6 鐮刀菌產(chǎn)生的毒素提取物中特異性物質(zhì)的質(zhì)譜分析Fig.6 Mass spectrum analysis of the specific com pound in toxin extracts of Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum
表1 鐮刀菌酸的產(chǎn)量比較Table 1 Production of the fusaric acid in the toxin extracts of Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum
利用感病品種冀棉11測定7號生理小種和菌株H70在不同地區(qū)土壤中的致病力,結(jié)果(圖8)表明,在3種不同類型土壤中,7號生理小種比H70的致病力更強。7號生理小種在定興縣和成安縣的土壤中致病力較強,病情指數(shù)分別為68.2和59.3,在黃驊偏堿性土壤中的致病力較弱,病情指數(shù)為34.6。H70在成安縣和定興縣土壤中的致病力較高,病情指數(shù)分別為32.0和29.3,在黃驊市土壤中的致病力較弱,病情指數(shù)為21.4。
圖7 棉花枯萎病菌毒素致病力測定Fig.7 Pathogenicity ofthe toxin extracts from Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum
表2 供試土壤理化性質(zhì)Table 2 Physical and chem ical properties of the tested soils
圖8 棉花枯萎病菌7號生理小種和新生理型菌株H70在不同土壤中的致病力Fig.8 Pathogenicity of Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum race 7 and strain H70
棉花枯萎病是由尖孢鐮刀菌萎蔫?;鸵鸬拿藁ㄍ羵鞑『?。棉花枯萎病菌通過產(chǎn)生纖維素酶[19]和植物毒素[14]而引起棉花葉片萎蔫,植物生長緩慢,其中產(chǎn)生植物毒素是棉花枯萎病菌主要的致病機制。植物毒素會破壞植物細胞原生質(zhì)膜的透性,造成細胞內(nèi)電解質(zhì)外滲,植物吸水困難而呈現(xiàn)萎蔫[20]。另外,毒素還可以抑制植物防御反應(yīng)和呼吸活性,降低植物對逆境的抗性,從而導(dǎo)致植物生長緩慢甚至死亡[21-22]。澳大利亞生理型菌株和4號生理小種分別對澳大利亞和美國的棉花生產(chǎn)造成嚴(yán)重的產(chǎn)量損失,目前已經(jīng)明確鐮刀菌酸是澳大利亞生理型菌株和4號生理小種主要致病因子[23]。我國棉花枯萎病菌存在3號、7號、8號生理小種,最近研究發(fā)現(xiàn)我國存在不同于3號、7號和8號生理小種的新生理型菌株,命名為H70,該菌株與澳大利亞生理型菌株具有更加緊密的親緣關(guān)系[9]。本研究首先比較了7號小種、新生理型菌株H70和澳大利亞生理型菌株ATCC96291的培養(yǎng)性狀。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在PDB培養(yǎng)基中,7號小種可以產(chǎn)生淡褐色色素,而H70和ATCC96291菌株均不能產(chǎn)生色素。Bridge等研究發(fā)現(xiàn),在含有七葉苷(Aesculin)的培養(yǎng)基中,2號、3號和4號枯萎病菌小種可以產(chǎn)生七葉素(Aesculetin),從而使培養(yǎng)基呈現(xiàn)深紅色,而1號小種和來自非洲的棉花枯萎病菌不能將七葉苷轉(zhuǎn)化為七葉素[24]。關(guān)于H70菌株和ATCC96291菌株是否可以將七葉苷轉(zhuǎn)化為七葉素需要進一步研究。尖孢鐮刀菌在無性階段產(chǎn)生多核的大型分生孢子和單核的小型分生孢子,其中大型分生孢子在其分類鑒定中具有重要意義[25]。本研究比較了7號小種、新生理型菌株H70和澳大利亞生理型菌ATCC96291產(chǎn)生分生孢子的形態(tài),結(jié)果發(fā)現(xiàn),ATCC96291菌株產(chǎn)生多核的大型分生孢子,7號小種產(chǎn)生多核和雙核的大型分生孢子,而新生理型菌株H70主要產(chǎn)生單核的小孢子。據(jù)此推測,分生孢子的形態(tài)可能是新生理型菌株的重要分類依據(jù)之一。為了明確新生理型菌株H70產(chǎn)生的毒素種類,本研究對棉花枯萎病菌該菌株、7號生理小種和澳大利亞生理型菌株ATCC96291的毒素提取物進行了液相色譜和質(zhì)譜分析,發(fā)現(xiàn)3株棉花枯萎病菌產(chǎn)生的毒素具有一致的保留時間和相對分子質(zhì)量,通過與鐮刀菌酸標(biāo)準(zhǔn)品進行比較,證明3株棉花枯萎病菌均產(chǎn)生毒素鐮刀菌酸。
棉花枯萎病菌不同生理小種產(chǎn)生的鐮刀菌酸產(chǎn)量不同,并且鐮刀菌酸的致病力與其產(chǎn)量正相關(guān)[26]。澳大利亞生理型菌株具有較強的致病力,對澳大利亞主要的栽培品種表現(xiàn)較強的致病力。研究發(fā)現(xiàn),澳大利亞生理型菌株可以產(chǎn)生大量的鐮刀菌酸,并且致病力不同的菌株之間,鐮刀菌酸的含量有所差異,即鐮刀菌酸的產(chǎn)量與菌株的致病力相關(guān)[14]。本研究選用的7號生理小種表現(xiàn)強致病力,而新生理型菌株呈現(xiàn)弱致病力,澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)菌株呈現(xiàn)中等致病力。為了明確不同菌株的致病力是否與其產(chǎn)生的鐮刀菌酸產(chǎn)量相關(guān),本研究定量比較了3個菌株產(chǎn)生的鐮刀菌酸的產(chǎn)量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),7號生理小種的鐮刀菌酸產(chǎn)量最高,而新生理型菌株產(chǎn)生的鐮刀菌酸產(chǎn)量最低,不同菌株的致病力與其鐮刀菌酸產(chǎn)量呈現(xiàn)正相關(guān)。本研究還采用葉片穿刺法檢測3株棉花枯萎病菌產(chǎn)生的毒素對棉花葉片的致病力,結(jié)果顯示其毒素均可以使棉花葉片出現(xiàn)病斑,7號生理小種的毒素造成的病斑面積最大,而新生理型菌株的毒素造成的病斑面積最小。該結(jié)果同樣證明鐮刀菌酸是棉花枯萎病菌主要的致病因子,其菌株的致病力強弱與其產(chǎn)生的鐮刀菌酸產(chǎn)量相關(guān)。
棉花枯萎病菌通過分泌植物毒素,不僅影響棉花的正常生長,而且抑制棉花根際其他有益微生物的生長,從而利于枯萎病菌在棉花根部的侵入和定植。而棉花根部存在大量的有益微生物,不僅可以抑制枯萎菌的生長,還可以降解植物毒素,緩解植物的中毒癥狀,從而發(fā)揮生物防治的效果[27]。尖孢鐮刀菌番茄?;停‵.oxysporumf.sp.lycopersici)通過分泌鐮刀菌酸而引起番茄萎蔫。Toyoda獲得1株能降解鐮刀菌酸的無致病性的青枯病菌(Pseudomonassolanacearum),該細菌處理番茄根際后能有效緩解尖孢鐮刀菌引起的番茄萎蔫癥狀[28]。棉花枯萎病菌4號生理小種可以產(chǎn)生大量的鐮刀菌酸,對美國大部分主栽棉花品種表現(xiàn)較強的致病力,給美國棉花生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。研究發(fā)現(xiàn),根際的真菌魯氏毛霉(Mucorrouxii)可以將鐮刀菌酸代謝為8-羥基鐮刀菌酸,后者對棉花的致病力較低。因此,棉花根部施用魯氏毛霉可以防治枯萎病。因此,明確了棉花枯萎病菌毒素種類,可以有目的地篩選降解毒素的微生物,用于創(chuàng)制新型微生物殺菌劑[12]。本研究明確了棉花枯萎病菌7號生理小種和新生理型菌株H70產(chǎn)生的植物毒素為鐮刀菌酸,可以篩選有效降解鐮刀菌酸的微生物,從而有針對性地開發(fā)防治棉花枯萎病的微生物殺菌劑。
本研究所用的新生理型菌株H70與澳大利亞生理型菌株ATCC96291具有較近的親緣關(guān)系。前期研究評價了新生理型菌株對海島棉匹馬90以及陸地棉冀棉11、冀棉169和中植棉2號的致病力,發(fā)現(xiàn)同7號生理小種相比,H70的致病力較弱[9]。澳大利亞菌株ATCC96291對澳大利亞所有的棉花品種均表現(xiàn)出較高的致病力,并且在偏堿性的土壤中致病力較強[8]。因此,本研究進一步評價了新生理型菌株H70和7號生理小種在不同土壤中的致病力。結(jié)果發(fā)現(xiàn),相比7號生理小種,H70在3中不同類型土壤中的致病力均較弱;隨著土壤堿性的增強,7號生理小種和H70的致病力均降低,且后者較前者降低更緩慢,推測H70菌株較7號生理小種對堿性土壤的適應(yīng)能力可能更強。
棉花枯萎病菌新生理型菌株H70不能形成淡褐色色素,形成的氣生菌絲較多,產(chǎn)生單核的小型分生孢子。H70、7號小種和澳大利亞生理型菌株ATCC96291均產(chǎn)生鐮刀菌酸,7號生理小種產(chǎn)生的鐮刀菌酸含量最高,而H70的鐮刀菌酸含量最低。鐮刀菌酸可以引起棉花葉片出現(xiàn)壞死癥狀,并且病斑大小與鐮刀菌酸的含量呈正相關(guān)性。新生理型菌株在3種不同類型土壤中的致病力均較低。