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生姜是一种兼有保健、药用、调味、食用等诸多用途的营养价值高且高效高产的经济作物,也是我国十分重要的出口创汇蔬菜。近年来由于全国生姜种植面积不断扩大,加之轮作等不良耕作方式导致土壤内病菌累积、土地资源过度使用,从而使得各类生姜病害也越发严重。
目前生姜上已发生过的侵染性病害有十余种,其中生姜茎基腐病是十分重要的病害之一,是由腐霉(Pythium)菌侵染引起的一种土传病害,又称生姜烂脖子病,由于其蔓延极快的特点,给生姜产业带来了巨大的经济损失。目前,该病害已成为山东乃至国内外生姜种植区十分突出的问题之一。本研究采集山东省安丘市等地生姜种植区的有明显生姜茎基腐病病症的植株、块根进行病原菌的分离纯化与培养,通过形态学观察、柯赫氏(Koch)法则致病性监测、聚合酶链式反应(PCR)技术等分子生物学方法对生姜茎基腐病病原菌进行初步鉴定,获得生姜茎基腐病的主要致病菌作为下一步研究的对象;针对各致病菌进行普通PCR扩增、环介导等温扩增(LAMP),比对两种检测方法,建立病原菌的快速检测体系;运用实时荧光定量(Q-RT-PCR)技术探究土壤病菌含量与生姜发病的关系;通过室内病原菌对杀菌剂的敏感性测定,筛选出对病原菌有效的药剂,为防治生姜茎基腐病提供依据。
本研究课题主要的内容如下:
1.从山东省安丘等生姜产区采集有生姜茎基腐病症状的植株、块根样本共88个,经分离培养、纯化后得到致病菌腐霉菌193株,选取有代表性的菌株进行致病性测定,结果符合Koch法则。通过形态学方法观察和rDNA-ITS序列分析得到群结腐霉(P.myriotylum)、林栖腐霉(P.sylvaticum)、刺腐霉(P.spinosum),其中林栖腐霉(P.sylvaticum)和刺腐霉(P.spinosum)各一株,其余均为群结腐霉(P.myriotylum)。
2.查阅文献获得三种病原菌的专一性PCR引物序列,合成引物进行扩增;比对各种腐霉菌,选取特异性高的基因片段作为靶标设计引物进行LAMP扩增,比较两种检测方法,从而建立病原菌的快速检测体系,将群结腐霉菌接种到生姜上,切取发病后的植物组织提取总DNA,运用快速检测体系可检测出群结腐霉菌。
3.采用Q-PT-PCR技术对田间发病生姜、未发病生姜的根际土壤中群结腐霉菌的含量进行相对定量,结果显示景芝地区发病生姜根际土壤样品中群结腐霉的含量是未发病生姜根际土壤样品中群结腐霉含量的约115倍,担山地区发病生姜根际土壤样品中群结腐霉的含量是未发病生姜根际土壤样品中群结腐霉含量的约90倍,该数据进一步佐证群结腐霉菌为山东生姜产区生姜茎基腐病的主要致病菌,表明土壤中群结腐霉的含菌量直接关系到生姜是否发病;2019年3月15日对安丘生姜产区试验田进行药剂处理,处理分别为棉隆45g/m2、乙蒜素20.01g/亩、乙蒜素6.67g/亩,以清水处理的试验田为空白对照(CK),于4月8日、4月18日分别采集5类处理土样,同样使用该技术对土壤中群结腐霉含量进行相对定量,结果显示含菌量按CK、乙蒜素0.01g/m2、乙蒜素0.03g/m2、棉隆45g/m2四种处理依次递减;生姜种植后进行田间调查,结果显示:田间情况与实验结果一致,群结腐霉含量越低的小区,田间发病率越低,生姜长势越好。以上实验结果表明,在几种药剂处理中,对于群结腐霉抑制效果最好的是棉隆。
4.采用生长速率法,进行了18株生姜茎基腐病病原菌群结腐霉菌对嘧霉胺、啶酰菌胺、氟啶胺、甲霜灵、腐霉利、乙霉威6种杀菌剂的室内敏感性测定。结果表明杀菌剂嘧霉胺和甲霜灵对群结腐霉菌的抑制作用较强,EC50均值分别为9.3896μL/mL、10.6607μL/mL;杀菌剂氟啶胺、腐霉利和乙霉威对群结腐霉的抑制作用一般;杀菌剂啶酰菌胺对群结腐霉的抑制作用最弱。因此针对群结腐霉菌,建议使用嘧霉胺和甲霜灵两种杀菌剂。该研究为防治该病害药剂选择提供了依据。
目前生姜上已发生过的侵染性病害有十余种,其中生姜茎基腐病是十分重要的病害之一,是由腐霉(Pythium)菌侵染引起的一种土传病害,又称生姜烂脖子病,由于其蔓延极快的特点,给生姜产业带来了巨大的经济损失。目前,该病害已成为山东乃至国内外生姜种植区十分突出的问题之一。本研究采集山东省安丘市等地生姜种植区的有明显生姜茎基腐病病症的植株、块根进行病原菌的分离纯化与培养,通过形态学观察、柯赫氏(Koch)法则致病性监测、聚合酶链式反应(PCR)技术等分子生物学方法对生姜茎基腐病病原菌进行初步鉴定,获得生姜茎基腐病的主要致病菌作为下一步研究的对象;针对各致病菌进行普通PCR扩增、环介导等温扩增(LAMP),比对两种检测方法,建立病原菌的快速检测体系;运用实时荧光定量(Q-RT-PCR)技术探究土壤病菌含量与生姜发病的关系;通过室内病原菌对杀菌剂的敏感性测定,筛选出对病原菌有效的药剂,为防治生姜茎基腐病提供依据。
本研究课题主要的内容如下:
1.从山东省安丘等生姜产区采集有生姜茎基腐病症状的植株、块根样本共88个,经分离培养、纯化后得到致病菌腐霉菌193株,选取有代表性的菌株进行致病性测定,结果符合Koch法则。通过形态学方法观察和rDNA-ITS序列分析得到群结腐霉(P.myriotylum)、林栖腐霉(P.sylvaticum)、刺腐霉(P.spinosum),其中林栖腐霉(P.sylvaticum)和刺腐霉(P.spinosum)各一株,其余均为群结腐霉(P.myriotylum)。
2.查阅文献获得三种病原菌的专一性PCR引物序列,合成引物进行扩增;比对各种腐霉菌,选取特异性高的基因片段作为靶标设计引物进行LAMP扩增,比较两种检测方法,从而建立病原菌的快速检测体系,将群结腐霉菌接种到生姜上,切取发病后的植物组织提取总DNA,运用快速检测体系可检测出群结腐霉菌。
3.采用Q-PT-PCR技术对田间发病生姜、未发病生姜的根际土壤中群结腐霉菌的含量进行相对定量,结果显示景芝地区发病生姜根际土壤样品中群结腐霉的含量是未发病生姜根际土壤样品中群结腐霉含量的约115倍,担山地区发病生姜根际土壤样品中群结腐霉的含量是未发病生姜根际土壤样品中群结腐霉含量的约90倍,该数据进一步佐证群结腐霉菌为山东生姜产区生姜茎基腐病的主要致病菌,表明土壤中群结腐霉的含菌量直接关系到生姜是否发病;2019年3月15日对安丘生姜产区试验田进行药剂处理,处理分别为棉隆45g/m2、乙蒜素20.01g/亩、乙蒜素6.67g/亩,以清水处理的试验田为空白对照(CK),于4月8日、4月18日分别采集5类处理土样,同样使用该技术对土壤中群结腐霉含量进行相对定量,结果显示含菌量按CK、乙蒜素0.01g/m2、乙蒜素0.03g/m2、棉隆45g/m2四种处理依次递减;生姜种植后进行田间调查,结果显示:田间情况与实验结果一致,群结腐霉含量越低的小区,田间发病率越低,生姜长势越好。以上实验结果表明,在几种药剂处理中,对于群结腐霉抑制效果最好的是棉隆。
4.采用生长速率法,进行了18株生姜茎基腐病病原菌群结腐霉菌对嘧霉胺、啶酰菌胺、氟啶胺、甲霜灵、腐霉利、乙霉威6种杀菌剂的室内敏感性测定。结果表明杀菌剂嘧霉胺和甲霜灵对群结腐霉菌的抑制作用较强,EC50均值分别为9.3896μL/mL、10.6607μL/mL;杀菌剂氟啶胺、腐霉利和乙霉威对群结腐霉的抑制作用一般;杀菌剂啶酰菌胺对群结腐霉的抑制作用最弱。因此针对群结腐霉菌,建议使用嘧霉胺和甲霜灵两种杀菌剂。该研究为防治该病害药剂选择提供了依据。