2025年5月20日 1:36 星期二
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柿种质资源炭疽病抗性评价及病原菌分离鉴定  PDF

    闻家乐
    ✉
    王淑瑾
    范芝蕊
    吕中一
    杨勇
    关长飞
    ✉
西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌 712100

最近更新:2023-06-13

DOI:10.13430/j.cnki.jpgr.20230110001

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目录contents
摘要
关键词
1 材料与方法
1.1 田间调查材料
1.2 发病率田间调查
1.3 炭疽病病原菌分离鉴定
1.4 致病性分析
2 结果与分析
2.1 柿炭疽病表型性状表现
2.2 柿种质资源炭疽病抗性评价
2.3 柿炭疽病病原菌分离及鉴定结果
2.4 致病性分析
3 讨论
4 结论
参考文献

摘要

依托国家柿种质资源圃,观察记载了柿炭疽病主要发病部位及症状表型,并对479份常见柿资源材料的炭疽病抗性进行评价。结果表明,柿炭疽病原菌主要浸染嫩枝、果实及叶片。通过对柿枝条及果实炭疽病表型的田间调查,将479份常见柿资源材料分为高抗、抗病、中抗、感病、高感5种抗性等级,其中高抗和抗病种质分别有66和35份(占比分别为13.8%和7.3%),代表种质分别为郧阳火柿和黄边小鸡心等;中抗种质有119份(24.8%),包括富有、次郎等;感病及高感种质分别有209和50份(占比分别为43.6%和10.4%),代表种质分别为富平尖柿和骏河等。从叶片、枝条、果实中分离出病原菌,综合菌落、菌丝、孢子形态特征及多基因序列比对,发现其为哈锐炭疽病原菌(Colletotrichum horii)。

关键词

柿; 种质资源; 炭疽病; 抗性调查; 鉴定

柿(Diospyros kaki Thunb.; 2n = 6x = 90)系柿科(Ebenaceae)柿属(Diospyros L.)的重要代表种,属于双子叶植物纲,为我国特色传统果树。中国柿属植物资源十分丰富,国家柿种质资源圃目前保存柿资源约1200份[

参考文献 1
百度学术    
1],为其遗传改良和新品种培育提供了充足的材料。

柿炭疽病是危害柿栽培生产的一种严重的真菌性病害,随着柿栽培面积的不断扩大,其危害日益严重,成为制约柿产业发展的重要影响因素。其主要为害柿树果实、叶片、新梢、柿蒂等[

参考文献 2
百度学术    
2],轻者树势衰弱,重者整株枯死,严重影响柿果实的质量和产量[
参考文献 3
百度学术    
3]。不同品种对炭疽病的抗性存在差异,同一品种的不同部位对炭疽病的敏感性也有差异。炭疽病爆发的主要影响因素有高温、高湿、降雨、光照、pH、品种抗性等,最新研究发现炭疽病的发作与树龄存在关系[
参考文献 4
百度学术    
4]。陕西地区一般在5月中下旬观察到新梢开始发病,雨季发病较为严重,在6月下旬至7月中下旬可观察到果实发病[
参考文献 5
百度学术    
5]。

柿炭疽病是由柿树炭疽病原菌(Colletotrichum horii)引起,是危害柿产业的主要病害之一。柿树炭疽病原菌最先被命名为柿盘长孢菌G. kaki Hori[

参考文献 6-8
6-8],并在一段时间内得到普遍使用。Weir等[
参考文献 9
百度学术    
9]对前人报道的炭疽病原菌进行了整理,根据形态学及核酸序列将柿树炭疽病菌命名为柿树炭疽菌C. horii nom. nov.,成为胶孢炭疽病原菌(C. gloeosporioides)复合种的成员之一,并得到了广泛认可[
参考文献 10
百度学术    
10],柿属植物中绝大多数炭疽病均由此类病原菌引起[
参考文献 11
百度学术    
11]。柿炭疽病在中国[
参考文献 11-12
11-12]、韩国[
参考文献 10
百度学术    
10,
参考文献 13
百度学术    
13
]、日本[
参考文献 14
百度学术    
14]、巴西[
参考文献 15
百度学术    
15]、西班牙[
参考文献 16
百度学术    
16]等国家均有发生,受限于抗性资源,柿炭疽病抗性育种研究进展缓慢。导致柿炭疽病的病原菌种类主要包括C. gloeosporioiders、C. horri、C. karstii、C.fructicola、C .cliviicola、C. siamense。其中C. horii在采集地区均有分布,为主要病原菌,C. karstii、C. cliviicola、C. siamense是我国新发现的柿树炭疽病病原菌[
参考文献 17-19
17-19]。C. nymphaeae和C. melonis在巴西引起的柿炭疽病为首次报道[
参考文献 20
百度学术    
20]。

关于柿炭疽病抗性种质田间调查的系统研究目前报道较少,根据田间表型观察,王孟珂等[

参考文献 21
百度学术    
21]将抗病性分为5级,具体为病斑20%以下,20%~49%,50%~74%,75%~89%,90%以上;车庆辉[
参考文献 22
百度学术    
22]将抗病性分为4级,具体为无病斑,病斑小于30%,31%~59%,大于60%;Guan等[
参考文献 23
百度学术    
23]在对43份种质资源的调查中将抗病性分为4级,具体为病斑2%以下,2%~5%,5%~20%,20%以上。但在实际研究中发现,部分种质在不同年份观察的抗性表现差异较大,可能受温度、水分、枝条部位等因素影响较大。因此,本研究将综合前人研究结果,根据具体试验结果对柿炭疽病田间抗性等级制定分类标准。

为更好地研究柿各品种对炭疽病的抗性水平,挖掘炭疽病抗性基因,本研究对国家柿种质资源圃479种柿资源材料开展炭疽病田间自然发病率调查,并制定柿炭疽病抗性分类标准,对柿种质资源的抗性进行分级,筛选出抗炭疽病种质资源,同时对病原菌进行分离鉴定,从而为柿炭疽病的防治及抗性育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 田间调查材料

试验依托于西北农林科技大学国家柿种质资源圃,选用常见柿资源材料479份,具体信息详见2.2。

1.2 发病率田间调查

依据病枝数、病果数占调查总数的百分比推测全树的感病情况。由于气候、鸟类蜜蜂取食等其他不确定因素影响,会出现果实掉落损毁等情况,所以将病枝比例作为判断炭疽病抗感性的主要依据,将病果比例作为判断炭疽病抗感性的次要依据。根据计算公式:柿树炭疽病发病率=病果率×40%+病枝率×60%,计算出柿树炭疽病发病率(如若树上无果,则发病率等于病枝率),将调查到的所有柿种质资源分为5个等级,分别为高感、感病、中抗、抗病及高抗。由于田间调查具有一定的不准确性,故发病率为0的情况可能由病枝病果脱落等因素导致,在此均统计为高抗种质。

于2020年对国家柿种质资源圃内柿种质进行病枝及病果调查,对照种质资源抗性鉴定标准,筛选出不同抗性的种质。病枝率统计调查:选用树龄15~20年、长势良好的柿树,在树体东西南北4个方向各选5个3~5年生健壮的枝条,调查不同柿种质枝条的发病率情况;病果率统计调查:分别从东西南北4个方向各取10个果实,调查统计病果率。病枝(果)率=感病枝条或果实/调查总枝条或果实×100%。种质资源抗性鉴定标准如下:发病率在20%以上为高感,发病率在5%~20%之间为感病,发病率在2%~5%之间为中抗,发病率在0~2%之间为抗病,发病率为0为高抗。

1.3 炭疽病病原菌分离鉴定

1.3.1 病原菌的分离与纯化

采集炭疽病发病症状典型的柿叶、嫩枝和果实,放入采样袋内带入实验室进行分离。参考方中达[

参考文献 24
百度学术    
24]、杨佳文等[
参考文献 25
百度学术    
25]常规组织分离法进行病原菌的分离纯化,具体方法如下:用流动自来水将带病样本冲洗2~3 min洗落表面灰尘;选取病健交界处切取5 mm ×5 mm的矩形小块组织;用75%酒精浸泡30 s,进行消毒处理;用浓度为1%的次氯酸钠浸泡3 min;用无菌水冲洗4~5次,用灭菌滤纸吸干水分,接种在PDA培养基(配方:去皮马铃薯200 g,葡萄糖20 g,琼脂粉20 g,蒸馏水1000 mL)上,25 ℃倒置培养。待菌落边缘长出菌丝后挑取少许病原菌边缘菌丝接入新的PDA培养基。分离纯化5代后,得到病原菌菌株。

1.3.2 病原菌的形态学鉴定

将纯化后的菌株在25 ℃恒温培养箱培养7 d后,观察菌落形态,挑取菌丝制成临时玻片,在显微镜下观察菌丝形态。压取5个5 mm大小菌饼置于50 mL CMC液体培养基(配制:先将400 mL水微波沸腾15 min左右,加入7.5 g CMC,磁力搅拌至完全溶解,再加入0.5 g NH4NO3、0.5 g KH2PO4、0.25 g MgSO4·7H2O和0.5 g Yeast Extract,补水至500 mL)中,放在摇床上28 ℃,200 r/min摇菌48 h,孢子诱导后,在显微镜下进行孢子形态的观察,依据菌落形态、菌丝、分生孢子梗和分生孢子的形态进行初步鉴定。

1.3.3 病原菌的多序列基因比对

将分离纯化的菌株培养7 d后,将菌丝用牙签刮入2 mL 离心管中烘干12 h,放入小钢珠进行研磨,使用真菌DNA提取试剂盒(OMEGA试剂盒)提取基因组DNA,使用内部转录间隔区(IFS1, intelnal transcribed spacer 1)、3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、肌动蛋白(ACT,Actin)、β-微管蛋白(TUB2, beta-tubuLin)、几丁质合成酶(CHS, Chitin synthetase)的对应引物进行PCR扩增。扩增引物由北京奥科鼎盛生物科技有限公司合成(表1)。

表1  病原菌鉴定引物
Table 1  Primers for pathogen identification

基因名称

Gene name

引物名称

Primer name

引物序列(5'→3')

Primer sequences(5'→3')

参考文献

References

ITS ITS-1 TCCGTAGGTGAACCTGCGG [
参考文献 26
百度学术    
26
]
ITS-4 TCCTCCGCTTATTGATATGC [
参考文献 26
百度学术    
26
]
ACT ACT-512F ATGTGCAAGGCCGGTTTCGC [
参考文献 27
百度学术    
27
]
ACT-783R TACGAGTCCTTCTGGCCCAT [
参考文献 27
百度学术    
27
]
CHS-1 CHS-79F TGGGGCAAGGATGCTTGGAAGAAG [
参考文献 28
百度学术    
28
]
CHS-345R TGGAAGAACCATCTGTGAGAGTTG [
参考文献 28
百度学术    
28
]
GAPDH gpd1 CAACGGCTTCGGTCGCATTG [
参考文献 29
百度学术    
29
]
gpd2 GCCAAGCAGTTGGTTGTGC [
参考文献 29
百度学术    
29
]
TUB2 T1 AACATGCGTGAGATTGTAAGT [
参考文献 30
百度学术    
30
]
Bt2b ACCCTCAGTGTAGTGACCCTTGGC [
参考文献 31
百度学术    
31
]

PCR反应条件为:94 ℃预变性3 min;94 ℃变性30 s,55 ℃退火30 s,72 ℃延伸1 min,共38个循环;72 ℃延伸5 min。50 μL反应体系:2×Reaction Mix 25.4 μL,DNA模板 2 μL,引物1(F) 2 μL,引物2(R) 2 μL,无菌水18.6 μL。最后经1%琼脂糖凝胶电泳检测PCR扩增产物条带亮度后,送往奥科(北京)科技有限公司测序。将所测序列在NCBI官网进行BLAST相似性比对,并用MEGA 7软件以最大似然法构建系统发育树,循环1000次。

1.4 致病性分析

基于柯赫氏法则(Koch postulates),从红光辉中分离的HGH-1孢子悬浮液进行浸染验证及表型观察。于7月份温度高、雨水天气较多、湿度大的条件下,利用HGH-1孢子悬浮液对树势强壮、无病虫害的富平尖柿当年生嫩枝进行无伤接种,孢子悬浮液浓度为1×106 个/mL。选择3个不同方位生长状况一致的新生幼嫩枝条,每个枝条以1.5 cm为间隔划分5个区域,每个区域中心部位用移液器加5 μL孢子悬浮液点滴法接种,套袋处理,于次日摘除。接种后3 d开始观察并记录发病情况,记录发病时间以及15日内病斑生长情况,以无菌水涂刷枝条为对照组。并对发病嫩枝再次进行病菌分离,待菌落长出后进行形态学和分子生物学鉴定。

2 结果与分析

2.1 柿炭疽病表型性状表现

2.1.1 柿枝条发病症状

柿炭疽病主要危害嫩梢,发病严重可致幼苗及枝条枯死(图1)。当年生嫩枝发病可以分为4个阶段[

参考文献 32
百度学术    
32]:第一阶段为新梢上出现小黑点;第二阶段小黑点会逐渐呈同心圆式扩大,最终可能成为直径10~20 mm中间下凹的圆形斑或椭圆形斑或形状不确定的病斑;第三阶段分生孢子盘中会溢出粉红色孢子团,孢子团呈黏状,含水量较大;第四阶段则可能导致病斑以上全部落叶,枝梢枯死。当病菌侵染处的枝条严重受损呈黑色腐朽状,会极易折断,如若病斑不断扩大,不利于病原菌生长时,病原菌的保护机制会让其寄主枝梢进入休眠状态。

图1  炭疽病侵染枝梢症状

Fig.1  Symptoms of anthracnose infestation

A: 当年生嫩梢;B: 木质化后枝梢;C:多年生枝干

A: Tender shoots in the same year; B: Branch after lignification; C: Perennial branches

2.1.2 柿果实发病症状

果实发病可以分为4个阶段[

参考文献 33
百度学术    
33]:第一阶段为在青绿色果面上出现深色小点;第二阶段为小斑点逐渐扩大成为大的圆形病斑,进一步扩大至5 mm以上时,其中部会下凹并出现密集环状排列的小黑粒(图2A);第三阶段为病斑中部溢出粉红色分生孢子团(图2B);第四阶段为发病后期,随着病原菌侵入皮层以下,表面出现黑色凹陷斑点,切开后内部形成了黑色结块(图2C)。每个柿果上的病斑数目会因柿果的敏感性和发病程度的不同而产生差异,范围一般在1~20个左右。随着病斑的不断扩大,有的病斑之间会彼此相连形成不规则形状,造成柿果迅速变软,并提前脱落。

图2  炭疽病侵染果实症状

Fig.2  Symptoms of fruit infection by anthracnose

A: 发病初期;B: 发病中期;C:发病后期

A: Early stage; B: Middle stage; C: Late stage

2.1.3 柿叶片发病症状

叶片发病部位主要是叶脉和叶柄,叶脉以主脉发病较为明显,侧脉发病较轻。发病部位起初为黑色斑点,然后逐渐扩大,形成不规则形或长条形的坏死病斑(图3),发病严重时会影响到叶片的光合作用,导致叶片脱落,从而影响树体正常生长。夏季高温高湿的天气更有利于炭疽病的传播,因此夏梢嫩叶相对更易感病,最初显现深褐色小斑点,病斑多且发病严重时,会出现嫩叶扭曲、畸形,最终脱落。

图3  炭疽病侵染叶片症状

Fig.3  Symptoms of Petiole infection by anthracnose

A: 发病初期;B: 发病中期;C:发病后期

A: Early stage; B: Middle stage; C: Late stage

2.2 柿种质资源炭疽病抗性评价

2.2.1 柿炭疽病抗性种质田间调查

依据种质资源抗性鉴定分级标准及各个材料的病枝率和病果率(详见https://doi.org/10.13430/j.cnki.jpgr. 20230110001,附表1)对炭疽病抗性等级进行划分。结果显示在调查的479份柿常见材料中高抗的种质有66份(占比13.8%,下同),代表品种有郧阳火柿、三原烧柿等;抗病的种质有35份(7.3%),代表品种有黄边小鸡心、大红柿等;中抗的种质有119份(24.8%),代表品种有富有、次郎等;感病的种质有209份(43.6%),代表品种有富平尖柿等;高感的品种有50份(10.4%),如骏河等。调查结果与前人研究部分品种抗性相符,具有较好的准确性,柿种质资源圃中炭疽病发病较为普遍,不同品种之间炭疽病抗性差异较大,易感品种一旦发病由于抗性较弱必须尽快采取合理防治措施,否则树势会快速衰弱,并且加大翌年发病的可能性。调查结果显示,炭疽病主要危害当年生嫩枝及成熟期的果实。柿种质资源具体抗性等级如表2所示。

表2  柿种质资源抗性调查分级表
Table 2  Investigation on the resistance of anthracnose

序号

No.

品种

Species

抗性

Resistance

序号

No.

品种

Species

抗性

Resistance

序号

No.

品种

Species

抗性

Resistance

序号

No.

品种

Species

抗性

Resistance

1 曲靖水柿1 高抗 4 新昌牛心柿 高抗 7 六合柿 高抗 10 富平小尖顶 高抗
2 襄阳牛心柿 高抗 5 华阴重台柿 高抗 8 曹县牛心 高抗 11 木兰草原 高抗
3 洛阳镜面柿 高抗 6 绕天红 高抗 9 五里江牛心柿 高抗 12 泗洪牛心柿 高抗
13 云架山2号 高抗 60 历城绵柿 高抗 107 四瓣柿 中抗 154 铜盆柿 中抗
14 花县牛心柿 高抗 61 浙江农大水柿 高抗 108 洛阳鬼脸青 中抗 155 大狮头柿 中抗
15 石榴柿 高抗 62 彬县水柿 高抗 109 黑柿 中抗 156 德阳水柿 中抗
16 满城牛心柿 高抗 63 杂3-2 高抗 110 河北莲花柿 中抗 157 黎城绵柿 中抗
17 曹县牛心柿 高抗 64 杂5 高抗 111 秸山蜜罐 中抗 158 荥阳八月黄 中抗
18 泗洪大牛心柿 高抗 65 金灯柿 抗病 112 华中雄株10号 中抗 159 洛阳小红柿 中抗
19 河北农大牛心柿 高抗 66 长安烧柿 抗病 113 富平升底尖柿 中抗 160 凤山无核柿 中抗
20 长兴无名柿 高抗 67 户县火罐 抗病 114 阳朔牛心柿 中抗 161 早秋 中抗
21 藁城无名柿 高抗 68 花县小柿 抗病 115 大平顶柿 中抗 162 临潼尖顶柿 中抗
22 随洲早熟柿 高抗 69 上虞方柿 抗病 116 小柿(郑49) 中抗 163 秋艳 中抗
23 淄博大方柿 高抗 70 华中雄株9号 抗病 117 蜜蜜罐 中抗 164 富有 中抗
24 皇冠柿 高抗 71 胆柿 抗病 118 玉环长柿 中抗 165 晋城小柿 中抗
25 红灯笼 高抗 72 黄边小鸡心 抗病 119 祁阳盘柿 中抗 166 山柿 中抗
26 郧阳火柿 高抗 73 花御所 抗病 120 五河牛心柿 中抗 167 昌邑无名柿 中抗
27 大方柿 高抗 74 紫云团水柿 抗病 121 容县方柿 中抗 168 西条 中抗
28 嵊县方柿 高抗 75 七月鲜 抗病 122 抗病尖柿 中抗 169 康定 中抗
29 花县方柿 高抗 76 盐边渔门小柿花 抗病 123 圃杂4号 中抗 170 火晶 中抗
30 九华大方柿 高抗 77 眉县锅板柿 抗病 124 大丰牛心 中抗 171 新昌牛心 中抗
31 砧木小果 高抗 78 蓝田小干柿 抗病 125 古田水柿 中抗 172 小蒂柿 中抗
32 鲁山盖柿 高抗 79 铜山牛心柿 抗病 126 老门礅 中抗 173 苍山牛心柿 中抗
33 盐边和爱小柿花 高抗 80 大红柿 抗病 127 圃杂8号 中抗 174 溆浦腰带柿 中抗
34 西昌兴胜小柿花 高抗 81 杂2 抗病 128 台湾红柿 中抗 175 方柿 中抗
35 宿县牛心 高抗 82 圃杂1号 抗病 129 长沙盖柿 中抗 176 松本早生 中抗
36 合阳小牛心 高抗 83 宁波高方柿 抗病 130 正阳牛心柿 中抗 177 缙云黄柿 中抗
37 双肩重台柿 高抗 84 伏牛心 抗病 131 小广扁柿 中抗 178 都江堰干柿 中抗
38 长安重台柿 高抗 85 诏安水柿 抗病 132 尖顶小面糊 中抗 179 株洲水柿 中抗
39 华中雄株2号 高抗 86 徽县尖尖柿 抗病 133 长安火罐柿 中抗 180 松阳扁柿 中抗
40 华中雄株3号 高抗 87 潼关莲花 抗病 134 定远无名柿 中抗 181 东洋一 中抗
41 华中雄株8号 高抗 88 果糖柿 抗病 135 皇宝柿 中抗 182 泗洪方柿 中抗
42 朱罐罐 高抗 89 澄江无核柿 抗病 136 稷山蜜蜜罐 中抗 183 圆顶小面糊 中抗
43 东皋红柿 高抗 90 曲靖牛奶柿 抗病 137 辉县水柿 中抗 184 爱知早生 中抗
44 永嘉红柿 高抗 91 商城冬柿 抗病 138 会理青皮柿 中抗 185 正月 中抗
45 三原烧柿 高抗 92 杭州牛心柿 抗病 139 松阳水柿 中抗 186 杭州高方柿 中抗
46 兰田烧柿 高抗 93 保山大方柿 抗病 140 杂08 中抗 187 五花柿 中抗
47 留坝莲花柿 高抗 94 广州牛心柿 抗病 141 兰田火罐 中抗 188 兰田水柿 中抗
48 广州鸡心柿 高抗 95 峨眉板柿 抗病 142 雁过红 中抗 189 长沙火柿 中抗
49 成县尖尖柿 高抗 96 贡柿 中抗 143 晋城盖柿 中抗 190 大扁柿 中抗
50 小尖柿芽变 高抗 97 临潼青柿(92) 中抗 144 富平板柿 中抗 191 重台柿 中抗
51 富平辣椒尖柿 高抗 98 德阳方柿 中抗 145 宿迁扁柿 中抗 192 兴津 中抗
52 内丘台柿 高抗 99 洛阳鸡心柿 中抗 146 临潼板柿 中抗 193 青杵头 中抗
53 博爱八月黄 高抗 100 华中雄株11号 中抗 147 火罐 中抗 194 猪皮水柿 中抗
54 揭阳柿 高抗 101 凤翔水柿 中抗 148 南漳尖柿 中抗 195 西畴水柿 中抗
55 十月黄 高抗 102 大长柱柿 中抗 149 南靖扁柿 中抗 196 满城莲花柿 中抗
56 鲁山四瓣柿 高抗 103 华中雄株1号 中抗 150 宁波铜盆柿 中抗 197 面柿 中抗
57 句容柿 高抗 104 荥阳火罐 中抗 151 邢台台柿 中抗 198 老皮革 中抗
58 寻甸水柿 高抗 105 甜柿-1 中抗 152 方山柿 中抗 199 杂4 中抗
59 兰田社黄柿 高抗 106 博爱鬼脸青 中抗 153 兰田大方柿 中抗 200 面糊柿 中抗
201 海库曼 中抗 248 荷泽八月黄 感病 295 斤柿 感病 342 礼泉红柿 感病
202 甜宝盖 中抗 249 晚御所 感病 296 黎城方柿 感病 343 垣曲八月红 感病
203 夕红 中抗 250 大荔七月黄 感病 297 小红柿 感病 344 双沟柿 感病
204 牛头柿 中抗 251 舟曲牛心柿 感病 298 王后柿 感病 345 小方柿 感病
205 次郎 中抗 252 四沟柿 感病 299 番茄柿 感病 346 句容扁柿 感病
206 偃师牛心柿 中抗 253 富平大尖柿 感病 300 九月青 感病 347 大丰牛心柿 感病
207 郑29(升柿) 中抗 254 平山七月红 感病 301 凤阳无名柿 感病 348 洛阳水牛心 感病
208 荥阳陈沟灰柿 中抗 255 青果 感病 302 富贵柿 感病 349 会理红柿 感病
209 杵头柿 中抗 256 圃杂5号 感病 303 延津小水柿 感病 350 井陉盖柿 感病
210 火晶 中抗 257 甲洲圆 感病 304 圃杂11号 感病 351 富平尖柿 感病
211 怀胎柿 感病 258 西村早生 感病 305 鸡心黄 感病 352 缙云大柿 感病
212 胎里红 感病 259 壁山牛心柿 感病 306 正阳牛心 感病 353 黄冠柿 感病
213 平陆平顶柿 感病 260 兴义水柿 感病 307 大二糙 感病 354 小宝盖柿 感病
214 平核无 感病 261 稷山水柿 感病 308 新安牛心 感病 355 邳县牛奶柿 感病
215 澄江牛心 感病 262 杨嘴柿 感病 309 血柿 感病 356 黑熊 感病
216 舟曲火柿 感病 263 壶平柿 感病 310 泰安镜面 感病 357 长沙牛心柿 感病
217 甲洲百目 感病 264 临潼挂干柿 感病 311 荥阳平顶水柿 感病 358 井陉小柿 感病
218 圃杂3号 感病 265 临猗火柿 感病 312 保山水柿 感病 359 圃杂7号 感病
219 蜜罐柿 感病 266 天水方柿(苗) 感病 313 灯笼柿 感病 360 合阳牛心柿 感病
220 临潼鸡心黄 感病 267 柿砧-1 感病 314 四棱盖柿 感病 361 大火罐 感病
221 牛心柿 感病 268 宿县牛心柿 感病 315 岐山火罐 感病 362 海阳旗杆顶 感病
222 岐山水柿 感病 269 荥阳水柿 感病 316 红光辉 感病 363 保山烘柿 感病
223 大鳖盖柿 感病 270 十月红 感病 317 七月早 感病 364 眉县齐镇小牛心柿 感病
224 树头红 感病 271 阳丰 感病 318 怀抱月 感病 365 册亨水柿 感病
225 杂样景 感病 272 阳谷无名柿 感病 319 西畴火柿 感病 366 八月黄 感病
226 半夜甜 感病 273 孝义尖顶柿 感病 320 隆回软早 感病 367 沙谷2号 感病
227 荥阳八核柿 感病 274 户县马奶头 感病 321 鲁山牛心柿 感病 368 襄汾八月红 感病
228 三原鸡心黄 感病 275 堂上蜂屋 感病 322 华县帽盔柿 感病 369 刀根早生 感病
229 桔蜜柿 感病 276 花垣火柿 感病 323 新秋 感病 370 大面糊 感病
230 摘家烘 感病 277 冬丹柿 感病 324 裂御所 感病 371 改良牛心柿 感病
231 会津身不知 感病 278 新津柿 感病 325 秋尖顶 感病 372 孝义牛心 感病
232 实生柿-1 感病 279 水柿 感病 326 黎城小面糊 感病 373 长沙腰带柿 感病
233 荥阳灰柿 感病 280 盖柿(郑27) 感病 327 古桑柿 感病 374 杭州火柿 感病
234 藤八 感病 281 新安牛心柿 感病 328 砀山牛心柿 感病 375 车头柿 感病
235 伊豆 感病 282 沙河大方柿 感病 329 上西早生 感病 376 洋县尖顶柿 感病
236 旬阳牛心柿 感病 283 眉县青化马奶头 感病 330 四盘柿 感病 377 锅盖柿 感病
237 伏尖顶 感病 284 三原木柿 感病 331 五里江方柿03 感病 378 稷山板柿 感病
238 临潼社黄柿 感病 285 满堂红 感病 332 御所 感病 379 火柿 感病
239 临潼方柿 感病 286 永济木柿 感病 333 成县水柿 感病 380 凤台柿2号 感病
240 澄江牛心柿 感病 287 长沙莲花柿 感病 334 吊柿 感病 381 日本红柿 感病
241 兴隆柿 感病 288 小四瓣柿 感病 335 襄汾扁柿 感病 382 孝义牛心柿 感病
242 市田柿 感病 289 峨眉牛奶柿 感病 336 四方柿 感病 383 麻田方柿 感病
243 南京水柿 感病 290 小萼子 感病 337 沙谷1号 感病 384 金钱柿 感病
244 德阳盘柿 感病 291 偃师驴奶头 感病 338 曹县早四瓣 感病 385 闻喜平顶柿 感病
245 舟山长柿 感病 292 禅寺丸 感病 339 大秋 感病 386 红杵头 感病
246 大四瓣柿 感病 293 富阳方柿(03) 感病 340 正阳八核柿 感病 387 洛阳老杵头 感病
247 金瓶柿 感病 294 石家庄莲花柿 感病 341 都江堰水柿 感病 388 闻喜尖顶柿 感病
389 永济青柿 感病 412 新红柿 感病 435 郑1 高感 458 兰田水尖顶 高感
390 圃杂10号 感病 413 富平盘柿(唐陵) 感病 436 沙河火柿 高感 459 盘县水柿 高感
391 石杂1号 感病 414 德阳绵柿 高感 437 圃杂9号 高感 460 南漳杵头柿 高感
392 红柿 感病 415 丘北水柿 高感 438 柿某种 高感 461 眉县马奶头 高感
393 曲靖水柿2 感病 416 曹县水柿 高感 439 金堂干柿 高感 462 韩城牛心柿 高感
394 河西火罐 感病 417 郧阳罐罐 高感 440 郧阳大火罐 高感 野生近缘种
395 大叶水柿 感病 418 圃杂6号 高感 441 圃杂12号 高感 463 野柿子 抗病
396 老柿沟 感病 419 临潼牛心柿 高感 442 升柿 高感 464 江阴野柿 中抗
397 辉县小柿 感病 420 水镜面 高感 443 巴东牛心柿 高感 465 野柿 中抗
398 保康柿 感病 421 长安罐罐柿 高感 444 长沙水柿 高感 466 伏山野柿-01 感病
399 襄汾七月红 感病 422 凤翔尖顶柿 高感 445 长安伏尖顶 高感 467 石林软枣 高抗
400 晋城四瓣柿 感病 423 德阳冬柿 高感 446 眉县牛心柿 高感 468 富有软枣砧 中抗
401 望漠水柿 感病 424 户县尖顶柿 高感 447 华县白旋柿 高感 469 君迁子 感病
402 彬县尖顶柿 感病 425 月柿 高感 448 干帽盔 高感 470 油柿 高抗
403 长安秋蒸饼 感病 426 韩国盘柿 高感 449 贵秋 高感 471 油柿 抗病
404 扁塌塌 感病 427 老杵头 高感 450 藤原御所 高感 472 安溪油柿 中抗
405 大萼子 感病 428 乾县火柿 高感 451 眉县怀胎柿 高感 473 盘县油柿 感病
406 磨盘柿 感病 429 临猗平顶牛心柿 高感 452 清州无核 高感 474 杭州小油柿 感病
407 圃杂2号 感病 430 红富 高感 453 富平三角尖柿 高感 475 油柿子 感病
408 泾川尖顶柿 感病 431 骏河 高感 454 安溪牛心柿 高感 476 长果油柿 高感
409 辉县大柿 感病 432 长沙八月黄 高感 455 文县尖尖柿 高感 477 金枣柿 抗病
410 长安水柿 感病 433 户县大柿 高感 456 正阳尖顶柿 高感 478 缙云金枣柿 抗病
411 茅村牛心柿 感病 434 板柿 高感 457 旬阳牛柿 高感 479 松阳金枣柿 感病

序号462以后的种类为柿属野生近缘种,将其按顺序单独排列

Species after No. 462 are wild relatives of persimmon and will be listed separately in order

2.3 柿炭疽病病原菌分离及鉴定结果

从病叶、病枝和柿果中分离获得的菌株菌落形态相似,菌落均呈同心圆状生长,背面为灰色或灰褐色,还会伴有黑色斑点出现,正面大多为白色或灰色絮状绒毛型菌丝。显微镜下观察菌丝具隔膜,分支。分生孢子大小长×宽的范围为7.64~25.58 μm × 3.43~6.19 μm(n=100),呈圆柱形,两端钝圆,光滑透明。根据形态学特征观察分析,推测菌株为胶孢属炭疽病原菌(图4)。

图4  炭疽病菌落及孢子形态观察

Fig.4  Colonies and spore morphology of anthracnose disease

A、B:炭疽菌株在PDA平板上的形态特征;C:分生孢子形态;D:菌丝形态

A, B: Morphological characteristics of anthrax strains on PDA plates; C: Conidial morpho; D: Mycelium morphology

将纯化的菌株进行提取和检测,使用ITS、ACT、CHS、GAPDH、TUB2的引物进行PCR扩增,将测序结果提交至NCBI网站进行同源性比较分析,结果表明,5对引物扩增所获得的基因序列与C. horii炭疽菌相似度达99%以上,利用phylosuite软件进行序列串联,MEGA 7软件进行聚类分析,结果表明所分离菌株与C. horii C11801菌株关系最近(图5),表明分离的HGH-1菌株为C. horii炭疽菌。将代表性菌株HGH-1扩增序列上传至NCBI,序列号分别为ITS:OP946450、CHS:OP956549、TUB2:OP970834、ACT:OP956551、GAPDH:OP956550。

图5  系统发育树构建

Fig.5  Phylogenetic tree construction

图中斜体为菌株的种属,正体字母和数字为发现菌株者对其的命名

The italic in the diagram indicate the genera of the strains, and the block letters and numbers indicate the names given to the strains by the people who found them

2.4 致病性分析

选取从红光辉中分离出的3个菌株对富平尖柿进行田间致病性测定,结果表明,3株菌株接种的枝条均在接种后第5天开始发病,发病率为100%。接种的枝条发病初期出现小黑点,后呈同心圆式扩大,最终长成中间略微下凹的病斑,与田间自然发病症状相同,而对照组枝条未发病(图6)。从菌株接种发病枝条上再次进行病菌分离,经镜检后其形态与分离的哈锐(C. horii)菌株形态一致,根据科赫氏法则[

参考文献 34
百度学术    
34],证明所分离菌株为哈锐炭疽菌C. horii。

图 6  致病性测试

Fig.6  Pathogenicity test

A~C:接种菌株枝条;D:对照

A‒C: Branches of the inoculation strain; D: Control

3 讨论

柿炭疽病由柿树炭疽病原菌(C. horii)引起,是危害柿果、枝条的主要病害之一,炭疽病的发生极大地影响柿产量,是柿产业发展中亟须解决的一个重要问题。目前对柿炭疽病的田间调查还缺乏系统的研究,本研究通过对国家柿种质资源圃内479份柿资源材料的抗性调查研究,制定了柿炭疽病抗性种质分类标准,总结了炭疽病的发病规律及特点,可为柿炭疽病抗性育种提供理论支持和实践依据。常见柿资源中,多数不抗炭疽病。本研究479份柿资源中高抗及抗种质分别有66和35份,如郧阳火柿、黄边小鸡心均较为抗病;中抗种质有119份;感病及高感资源合计达259份,占比较高。优异资源如华中雄株10号、成县尖尖柿等对于炭疽病有较强抗性,可以作为抗性育种的亲本,加速柿炭疽病抗性育种。对骏河等高感品种进行观察,发现在相同的管理条件下,甜柿品种多为高感品种或感病品种。根据前人研究,对柿果甜涩性状与转录组的关联分析得到32个SNP位点,其中DKsnp234075、DKsnp90928和DKsnp482415与植物抗性蛋白有关[

参考文献 35
百度学术    
35],可能是导致甜柿多感病的原因,目前有关的研究还相对较少,若能较好的解决甜柿抗性问题,将会大大推动柿产业发展。通过对柿病原菌进行分离,综合菌落、菌丝、孢子形态特征及多基因序列比对,发现其为哈锐炭疽病原菌(C. horii),为柿炭疽病抗病机理的研究与防治奠定基础。

本研究在对柿炭疽病的抗性调查中,初步总结了炭疽病的发病规律:柿炭疽病主要侵染嫩枝,其次为果实,发病严重时叶片、萼片也会感染(资料未显示),并造成落叶及果实软化。柿炭疽病的防治应多方面共同进行,但总原则在于“防重于治”,从日常的果园栽培管理方面开始注意,及时清园,清除病原菌,增强修剪管理措施,控制果园通风透光条件,加强肥水管理,合理用药。本研究观察得出的病原菌特性、发病规律及不同部位的病原菌发病特征,可以为炭疽病防治提供参考借鉴,可依据炭疽病特性对发病柿树果园进行阶段性集中防治。

目前许多抗病品种尚未大面积推广栽培,在之后柿产业发展壮大过程中,可以优先筛选高抗品种进行推广;或将抗性品种作为育种亲本,进行杂交育种改良;对于易感品种,如富平尖柿等,也可以采用抗病砧木第二年嫁接,注意果园通风透光,可以较好地防控苗期炭疽病的蔓延,并缩短缓苗期增强树势。本研究制定了柿炭疽病抗性种质分类标准,对常见柿品种进行了抗性评价,筛选出一批高抗柿品种,为柿炭疽病抗性育种奠定资源基础。

4 结论

本研究依托国家柿种质资源圃,制定了柿炭疽病抗性种质分类标准,并通过田间调查统计的方式,初步对柿圃内479份柿资源的炭疽病抗性进行鉴定,共筛选出高抗种质66份(13.8%)、抗病种质35份(7.3%)、中抗种质119份(24.8%)、感病种质209份(43.6%)、高感种质50份(10.4%)。本研究分离了红光辉上的病原菌,通过形态比对和多基因序列比对,发现其为哈锐炭疽病原菌(Colletotrichum horii)。此外,在田间调查时对柿炭疽病的发病症状进行总结,为柿炭疽病的防治及抗性育种提供理论依据。

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