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种带病原菌物是病害随种子在时间上延续和空间上传播的重要途径。为确定目前我国主要种植的苜蓿品种其种子上是否寄藏如苜蓿黄萎病菌、炭疽病等毁灭性病害的病原菌和其他重要病原菌,为苜蓿引种调运的生物安全性和病害防治提供数据支撑,本研究从我国苜蓿育种者和经营进口苜蓿种子的公司收集到32个苜蓿品种种子作为第一批材料,以及在内蒙地区的草籽场采集的草原1号、草原2号和草原3号的种子作为第二批材料,采用平皿法分离种带真菌,经形态学和分子生物学鉴定真菌种类,并且以中苜3号为接种材料,分别采用培养皿法和盆栽法测试种带真菌致病性,获得如下主要结果:
1、共分离出种带真菌25属29种,其中第一批材料得到19属20种,第二批材料得到7属12种,此两种来源的种子上真菌种类差异较大,相同的真菌有链格孢(Alternaria spp.)、青霉(Penicillium)和曲霉(Aspergillus spp.)。草原系列的种带真菌区系以镰刀菌为主:尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、红色镰刀菌(Fusarium redolence)、茄镰刀菌(Fusarium solani)、燕麦镰刀菌(Fusarium avenaceum)、三线镰刀菌(Fusarium tricinctum)、锐顶镰孢(Fusarium acuminatum)、匍柄霉(Stemphylium botryosum)和茎点霉(Phoma sp.)。明确了两批供试种子材料不携带苜蓿黄萎病菌的病原菌,即轮枝孢属(Verticillium sp.)真菌。
2、品种之间真菌携带率存在不同程度的差异,在不消毒的情况下,32个品种其携带真菌的种子占供试种子的比例范围为26.18%~67.54%,最高为阿尔冈金,最低为中苜1号,平均为18.7%;表面消毒后为5.93%~28.16%,最高为新牧1号,最低为甘农3号,平均为8.2%,平均降低了10.5%;草原系列1号、2号、3号品种不消毒时的带菌率分别为87.21%、92.13%和98.37%,平均为92.57%,表面消毒后分别为45.16%、57.23%、39.17%,平均为47.18%,真菌携带率有效降低了45.3%。草籽场种子带菌率远高于市场销售的种子,说明市场销售种子的生物安全性较高。
3、培养皿条件下,将第一批材料分离所得的20种种带真菌采用孢子悬浮液浸种法对中苜3号接种,发芽期(7 d)内种子萌发过程受到影响。其中,篮状菌(Talaromyces amestolkiae)感染下幼苗生长矮小;球毛壳菌(Chaetomium globosum)感染下种苗生长畸形,子叶发育缓慢;黄曲霉(Aspergillus flavus)感染下幼苗变细、子叶均未展开;葡萄穗霉(Stachybotrys chartarum)可严重致使幼苗变褐萎蔫,停止发育。结果显示,可显著(P<0.05)降低发芽率和发芽势的真菌分别有尖枝孢霉(Cladosporium oxysporum)、黑附球菌(Epicoccum nigrum)、枝顶孢(Acremonium persicinum)、细交链孢(Alternaria alternata)、葡萄穗霉、壳二孢菌(Ascochyta phacae);同时,篮状菌、尾孢菌(Cercospora dianellicola)、球毛壳菌、尖枝孢霉、色串孢菌(Torula hollandica)和黑附球菌等真菌均可显著(P<0.05)降低苗长、根长、鲜重与干重。
4、盆栽条件下,将第二批材料中分离率较高的5种镰刀菌孢子悬浮液接种于中苜3号幼苗上,一个月后植株生长表现异常。茄镰刀菌处理下枝叶枯落;尖孢镰刀菌处理下植株矮缩,分枝稀少,叶片枯落;燕麦镰刀菌处理下枝干黄化,茎尖干枯,叶片凋落;红色镰刀菌处理下茎基部叶片稀少,叶片褪绿;三线镰刀菌处理下分枝稀少,仅个别叶片褪绿。统计了发病率及病情指数,并测定了植株的株高、根长、分枝数、叶片数、生物量以及抗逆性生理指标(叶绿素、游离脯氨酸、丙二醛、相对膜透性和抗氧化活性酶)等,茄镰刀菌和尖孢镰刀菌表现出强致病性,燕麦镰刀菌、红色镰刀菌和三线镰刀菌表现出弱致病性,致病程度互有差异。
本论文研究表明,我国种植的苜蓿种子上尚未发现能够引起苜蓿黄萎病(Verticillium alfalfae)和炭疽病(Colletotrichum spp.)的病原真菌。商品种子上虽然带菌种类多,但重要病原菌较少,而草籽场采集的种子携带真菌大部分为苜蓿的致病菌。可见,适期收获,强化清选,减少种子带菌十分必要。
1、共分离出种带真菌25属29种,其中第一批材料得到19属20种,第二批材料得到7属12种,此两种来源的种子上真菌种类差异较大,相同的真菌有链格孢(Alternaria spp.)、青霉(Penicillium)和曲霉(Aspergillus spp.)。草原系列的种带真菌区系以镰刀菌为主:尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、红色镰刀菌(Fusarium redolence)、茄镰刀菌(Fusarium solani)、燕麦镰刀菌(Fusarium avenaceum)、三线镰刀菌(Fusarium tricinctum)、锐顶镰孢(Fusarium acuminatum)、匍柄霉(Stemphylium botryosum)和茎点霉(Phoma sp.)。明确了两批供试种子材料不携带苜蓿黄萎病菌的病原菌,即轮枝孢属(Verticillium sp.)真菌。
2、品种之间真菌携带率存在不同程度的差异,在不消毒的情况下,32个品种其携带真菌的种子占供试种子的比例范围为26.18%~67.54%,最高为阿尔冈金,最低为中苜1号,平均为18.7%;表面消毒后为5.93%~28.16%,最高为新牧1号,最低为甘农3号,平均为8.2%,平均降低了10.5%;草原系列1号、2号、3号品种不消毒时的带菌率分别为87.21%、92.13%和98.37%,平均为92.57%,表面消毒后分别为45.16%、57.23%、39.17%,平均为47.18%,真菌携带率有效降低了45.3%。草籽场种子带菌率远高于市场销售的种子,说明市场销售种子的生物安全性较高。
3、培养皿条件下,将第一批材料分离所得的20种种带真菌采用孢子悬浮液浸种法对中苜3号接种,发芽期(7 d)内种子萌发过程受到影响。其中,篮状菌(Talaromyces amestolkiae)感染下幼苗生长矮小;球毛壳菌(Chaetomium globosum)感染下种苗生长畸形,子叶发育缓慢;黄曲霉(Aspergillus flavus)感染下幼苗变细、子叶均未展开;葡萄穗霉(Stachybotrys chartarum)可严重致使幼苗变褐萎蔫,停止发育。结果显示,可显著(P<0.05)降低发芽率和发芽势的真菌分别有尖枝孢霉(Cladosporium oxysporum)、黑附球菌(Epicoccum nigrum)、枝顶孢(Acremonium persicinum)、细交链孢(Alternaria alternata)、葡萄穗霉、壳二孢菌(Ascochyta phacae);同时,篮状菌、尾孢菌(Cercospora dianellicola)、球毛壳菌、尖枝孢霉、色串孢菌(Torula hollandica)和黑附球菌等真菌均可显著(P<0.05)降低苗长、根长、鲜重与干重。
4、盆栽条件下,将第二批材料中分离率较高的5种镰刀菌孢子悬浮液接种于中苜3号幼苗上,一个月后植株生长表现异常。茄镰刀菌处理下枝叶枯落;尖孢镰刀菌处理下植株矮缩,分枝稀少,叶片枯落;燕麦镰刀菌处理下枝干黄化,茎尖干枯,叶片凋落;红色镰刀菌处理下茎基部叶片稀少,叶片褪绿;三线镰刀菌处理下分枝稀少,仅个别叶片褪绿。统计了发病率及病情指数,并测定了植株的株高、根长、分枝数、叶片数、生物量以及抗逆性生理指标(叶绿素、游离脯氨酸、丙二醛、相对膜透性和抗氧化活性酶)等,茄镰刀菌和尖孢镰刀菌表现出强致病性,燕麦镰刀菌、红色镰刀菌和三线镰刀菌表现出弱致病性,致病程度互有差异。
本论文研究表明,我国种植的苜蓿种子上尚未发现能够引起苜蓿黄萎病(Verticillium alfalfae)和炭疽病(Colletotrichum spp.)的病原真菌。商品种子上虽然带菌种类多,但重要病原菌较少,而草籽场采集的种子携带真菌大部分为苜蓿的致病菌。可见,适期收获,强化清选,减少种子带菌十分必要。