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摘 要：目的：研究水稻谷粒褐变致病菌禾谷镰孢菌丝生长特性。方法：采用生长速率法研究环境条件和营养条件对菌丝生长的影响。结果：不同的营养、温度、pH值等条件对菌丝生长有很大影响。菌丝生长最适温度为25℃；菌丝生长最适的pH范围是7～8；全光照、连续振荡培养有利于菌丝的生长；不同碳源培养条件下菌丝生长以半乳糖、淀粉为较好，不同氮源条件下菌丝生长以硝酸铵、丙氨酸为较好。结论：从水稻褐变谷粒分离出禾谷镰孢菌研究其生长特性，为进一步深入开展水稻褐变穗病害防治提供科学依据。
关键词：禾谷镰孢菌；菌丝；生长特性
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）18-70-03
Study on Growth Characteristics of Fusarium graminearum in Rice Browning Ear
Jiang Xiaoyu1 et al.
（1College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China）
Abstract：Objective：The paper aimed to study growth characteristics of Fusarium graminearum the pathogen of Browning ear of grain. Method：Growth rate method was used to study environmental and nutritional conditions on hypha growth.Result：The results showed that nutrition，temperature and pH had significant effects on the hypha growth of the browning ear pathogen of grain.The optimal temperature of hypha growth was 25℃；The optimal pH of hyphal growth was 7～8；Light，continuous shaking had promotion effect on its growth；The best carbohydrates for hypha growth was galactose and starch under the different carbon source；The best nitrogen for hypha growth was ammonium nitrate and aminopropionic acid under the different nitrogen source. Conclusion：Study on Growth characteristics of Fusarium graminearum in Rice Browning Ear，in order to further provide scientific basis for the prevention and control of diseases.
Key words：Fusarium graminearum；Hypha；Growth characteristics
镰孢菌属（Fusarium Link）真菌是真菌界中重要的真菌类群，广泛分布于各种环境条件下，在作物的生长期和储藏期都可发生为害，给粮食生产造成重大的损失，甚至造成绝产[1]。禾谷镰孢菌不仅寄主范围广泛，而且能够侵染作物的许多部位，引起多种作物上的多种病害[2]。特别是世界三大粮食作物小麦、玉米和水稻，禾谷镰孢菌能侵染麦类作物引起苗腐、根腐和穗腐，引起玉米的茎基腐和穗腐，侵染水稻的穗部和稻株基部叶鞘[3]。禾谷镰孢菌不仅侵染作物造成产量的损失，并且侵染谷物籽粒后产生的真菌毒素对人畜健康造成严重威胁。
近年来，随着气候、耕作栽培制度变化，水稻后期穗部病害谷粒褐变在发病范围、程度上都有增加的趋势[4]，在我国浙江、安徽、江苏、黑龙江等稻区的部分品种上严重发生。水稻感染该病后其结实率降低，谷粒变色、腐坏、畸形，病原菌产生的毒素还会对人畜的健康造成危害[5]。近年来，该病在黑龙江省发生面积不断扩大，病田率及病株率不断上升，已成为黑龙江省水稻生产的新障碍[6]。为此，笔者从变褐的水稻粒上分离出禾谷镰孢菌，对病菌的菌丝生长特性进行了研究，为进一步深入开展病害防治提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 供试菌种 从黑龙江省前进农场采集水稻谷粒褐变病样，按常规组织分离法分离病原菌[7]，经单孢分离法纯化，进行致病性验证后，保存在PDA斜面培养基上待用。
1.2 环境条件对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响
1.2.1 温度对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 试验共设5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃8个处理。病原菌在PDA平板上培养3d后，打取菌片（直径0.7cm）接到PDA平板中央，培养4d后测量菌落直径，每处理4次重复。
1.2.2 光照对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 设全光照（24h光照）、光暗交替（12h光照，12h黑暗）和全黑暗（24h黑暗）3个处理，每个处理4次重复。将菌饼接到PDA平板上。25℃培养4d后测量菌落的直径。
1.2.3 pH对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 用1mol·L-1的HCl和1mol·L-1的NaOH将PDA培养基分别调制成pH为4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。将菌饼接到不同pH的PDA平板中央，每个处理设置4次重复，25℃培养4d后测量菌落的直径。 1.2.4 通气状况对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 设连续振荡（24h震荡）、间歇振荡（12h震荡，12h静止）、完全静止（24h静止）3个处理，每个处理4次重复。以Czapek为基础培养基，将菌饼在无菌条件下移入250mL的三角瓶中，每瓶分装100mL培养基，培养4d后，测定菌丝干重。
1.3 营养条件对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响
1.3.1 碳源对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 以Czapek为基础培养基，将其中的蔗糖分别按比例替换为麦芽糖、半乳糖、淀粉、乳糖、果糖和葡萄糖制成培养基，共7个处理，每处理4次重复。将菌饼接到不同培养基上，25℃培养4d后测量菌落的直径。
1.3.2 氮源对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 以Czapek为基础培养基，将其中的硝酸钠分别按比例替换为硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸钾、丙氨酸、谷氨酸制成培养基，共7个处理，每处理4次重复。将菌饼接到不同培养基上，25℃培养4d后测量菌落的直径。
2 结果与分析
2.1 温度对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 研究结果表明，禾谷镰孢菌菌丝在10～30℃范围内可以生长，菌丝生长的最适温度范围为20～30℃，25℃时菌丝生长最快，低于5℃或高于40℃，菌丝均不生长（图1）。
<＼＼Pc4＼software （d）＼陈全兰＼2015＼农学通报＼2015年第18期＼插图＼n18-50.eps>
图1 温度对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响
注：不同小写字母表示P<0.05差异显著。
2.2 光照对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 研究结果表明（图2），禾谷镰孢菌菌丝在全光照的条件下菌丝生长最快，培养4d后，菌丝的生长直径为8.9cm，与其他处理差异显著；在全黑暗的条件下菌丝生长最慢，培养4d后，菌丝的生长直径为7.9cm，但与光暗交替处理差异不显著。
2.3 pH对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 研究结果表明（图3），禾谷镰孢菌菌丝在pH值4.0～10.0范围内均可以生长，菌丝生长的最适pH值为8.0，培养4d后，病菌菌落的生长直径为6.2cm。
2.4 通气状况对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 禾谷镰孢菌菌丝在连续震荡的条件下菌丝生长最快，培养4d后，菌丝的干重最重为589mg，和其他2个处理差异显著；在完全静止的条件下菌丝生长最慢，培养4d后，菌丝的干重543.4mg（表1）。
2.5 碳氮源对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 研究结果表明（表2），禾谷镰孢菌在以半乳糖、淀粉为碳源的培养基上生长较快，菌落的净生长直径分别为8.9cm、8.8cm，差异不显著，与其它碳源差异显著；在以蔗糖为碳源的培养基上生长最慢，培养4d后，菌落的净生长直径为5.1cm。禾谷镰孢菌在以硝酸铵、丙氨酸为氮源的培养基上生长较快，培养4d后，菌落的净生长直径分别为6.4cm、5.9cm，差异不显著；以硝酸钾、氯化铵、谷氨酸为氮源的培养基上生长较慢，与其他氮源处理差异显著（表3）。
3 结论与讨论
对禾谷镰孢菌病菌生长特性研究发现，病原菌在温度为10～30℃时，菌丝均可生长，最适温度为25℃，说明高温有利于该病菌的生长；病菌对酸碱度的适应范围较广；光照有利于菌丝生长；菌丝生长适宜的碳源为半乳糖和淀粉，适宜的氮源为硝酸铵和丙氨酸。纪武鹏等[8]对玉米茎腐病致病菌禾谷镰孢菌的生物学特性研究表明，其最适合病菌生长的pH为7，最适合的碳源为葡萄糖，最适合的氮源为蛋白胨[8]。贾廷祥等[9]对小麦根腐镰刀菌生物学特性研究表明，禾谷镰刀菌在35℃生长仍然良好，最适合的pH为6，供试碳源最适为淀粉。纪莉景[3]对不同来源的禾谷镰刀菌菌丝生长研究表明，其最适温度均为25℃，35℃停止生长。本研究中禾谷镰孢菌生长的适宜温度为25℃，高于35℃也可生长，最适宜的pH为8，适宜碳源为半乳糖和淀粉，适宜氮源为硝酸铵和丙氨酸，与前人研究报道的不同，说明不同作物上分离出的禾谷镰孢菌致病菌菌丝生长的特性有差异。
参考文献
[1]赵志慧.中国禾本科作物上镰孢菌属真菌分类的研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2008.
[2]Parry D W，Jenkinson P，Mcleod L.Fusarium ear blight（scab）in small grain cereals-a review[J].Plant Pathology，1995，44：207-238.
[3]纪莉景.中国不同生态地区禾谷镰刀菌种群分化及遗传多样性分析[D].保定：河北农业大学，2007.
[4]黄世文，王玲，刘连盟，等.水稻穗腐病病原分离、鉴定及生物学特性[J].中国水稻科学，2012，26（3）：341-350.
[5]李璐，刘连盟，王国荣，等.水稻穗腐病和穗枯病的研究进展[J].中国水稻科学，2015，29（2）：215-222.
[6]庄同春.寒地水稻“褐变穗”发生规律及预防措施[J].作物杂志，2006，01.
[7]方中达.植病研究方法[M].3版.北京：中国农业出版社，1998.
[8]纪武鹏，于琳，王平.玉米茎腐病主要致病菌—禾谷镰孢菌的生物学特性研究[J].现代化农业，2014，09：67-69.
[9]贾廷祥，刘传德，吴桂本，等.小麦根腐镰刀菌鉴定及其生物学特性[J].植物保护学报，1995，03：259-264.
（责编：张宏民）
关键词：禾谷镰孢菌；菌丝；生长特性
中图分类号 S511 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）18-70-03
Study on Growth Characteristics of Fusarium graminearum in Rice Browning Ear
Jiang Xiaoyu1 et al.
（1College of Agronomy，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China）
Abstract：Objective：The paper aimed to study growth characteristics of Fusarium graminearum the pathogen of Browning ear of grain. Method：Growth rate method was used to study environmental and nutritional conditions on hypha growth.Result：The results showed that nutrition，temperature and pH had significant effects on the hypha growth of the browning ear pathogen of grain.The optimal temperature of hypha growth was 25℃；The optimal pH of hyphal growth was 7～8；Light，continuous shaking had promotion effect on its growth；The best carbohydrates for hypha growth was galactose and starch under the different carbon source；The best nitrogen for hypha growth was ammonium nitrate and aminopropionic acid under the different nitrogen source. Conclusion：Study on Growth characteristics of Fusarium graminearum in Rice Browning Ear，in order to further provide scientific basis for the prevention and control of diseases.
Key words：Fusarium graminearum；Hypha；Growth characteristics
镰孢菌属（Fusarium Link）真菌是真菌界中重要的真菌类群，广泛分布于各种环境条件下，在作物的生长期和储藏期都可发生为害，给粮食生产造成重大的损失，甚至造成绝产[1]。禾谷镰孢菌不仅寄主范围广泛，而且能够侵染作物的许多部位，引起多种作物上的多种病害[2]。特别是世界三大粮食作物小麦、玉米和水稻，禾谷镰孢菌能侵染麦类作物引起苗腐、根腐和穗腐，引起玉米的茎基腐和穗腐，侵染水稻的穗部和稻株基部叶鞘[3]。禾谷镰孢菌不仅侵染作物造成产量的损失，并且侵染谷物籽粒后产生的真菌毒素对人畜健康造成严重威胁。
近年来，随着气候、耕作栽培制度变化，水稻后期穗部病害谷粒褐变在发病范围、程度上都有增加的趋势[4]，在我国浙江、安徽、江苏、黑龙江等稻区的部分品种上严重发生。水稻感染该病后其结实率降低，谷粒变色、腐坏、畸形，病原菌产生的毒素还会对人畜的健康造成危害[5]。近年来，该病在黑龙江省发生面积不断扩大，病田率及病株率不断上升，已成为黑龙江省水稻生产的新障碍[6]。为此，笔者从变褐的水稻粒上分离出禾谷镰孢菌，对病菌的菌丝生长特性进行了研究，为进一步深入开展病害防治提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 供试菌种 从黑龙江省前进农场采集水稻谷粒褐变病样，按常规组织分离法分离病原菌[7]，经单孢分离法纯化，进行致病性验证后，保存在PDA斜面培养基上待用。
1.2 环境条件对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响
1.2.1 温度对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 试验共设5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃8个处理。病原菌在PDA平板上培养3d后，打取菌片（直径0.7cm）接到PDA平板中央，培养4d后测量菌落直径，每处理4次重复。
1.2.2 光照对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 设全光照（24h光照）、光暗交替（12h光照，12h黑暗）和全黑暗（24h黑暗）3个处理，每个处理4次重复。将菌饼接到PDA平板上。25℃培养4d后测量菌落的直径。
1.2.3 pH对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 用1mol·L-1的HCl和1mol·L-1的NaOH将PDA培养基分别调制成pH为4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。将菌饼接到不同pH的PDA平板中央，每个处理设置4次重复，25℃培养4d后测量菌落的直径。 1.2.4 通气状况对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 设连续振荡（24h震荡）、间歇振荡（12h震荡，12h静止）、完全静止（24h静止）3个处理，每个处理4次重复。以Czapek为基础培养基，将菌饼在无菌条件下移入250mL的三角瓶中，每瓶分装100mL培养基，培养4d后，测定菌丝干重。
1.3 营养条件对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响
1.3.1 碳源对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 以Czapek为基础培养基，将其中的蔗糖分别按比例替换为麦芽糖、半乳糖、淀粉、乳糖、果糖和葡萄糖制成培养基，共7个处理，每处理4次重复。将菌饼接到不同培养基上，25℃培养4d后测量菌落的直径。
1.3.2 氮源对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 以Czapek为基础培养基，将其中的硝酸钠分别按比例替换为硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸钾、丙氨酸、谷氨酸制成培养基，共7个处理，每处理4次重复。将菌饼接到不同培养基上，25℃培养4d后测量菌落的直径。
2 结果与分析
2.1 温度对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 研究结果表明，禾谷镰孢菌菌丝在10～30℃范围内可以生长，菌丝生长的最适温度范围为20～30℃，25℃时菌丝生长最快，低于5℃或高于40℃，菌丝均不生长（图1）。
<＼＼Pc4＼software （d）＼陈全兰＼2015＼农学通报＼2015年第18期＼插图＼n18-50.eps>
图1 温度对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响
注：不同小写字母表示P<0.05差异显著。
2.2 光照对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 研究结果表明（图2），禾谷镰孢菌菌丝在全光照的条件下菌丝生长最快，培养4d后，菌丝的生长直径为8.9cm，与其他处理差异显著；在全黑暗的条件下菌丝生长最慢，培养4d后，菌丝的生长直径为7.9cm，但与光暗交替处理差异不显著。
2.3 pH对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 研究结果表明（图3），禾谷镰孢菌菌丝在pH值4.0～10.0范围内均可以生长，菌丝生长的最适pH值为8.0，培养4d后，病菌菌落的生长直径为6.2cm。
2.4 通气状况对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 禾谷镰孢菌菌丝在连续震荡的条件下菌丝生长最快，培养4d后，菌丝的干重最重为589mg，和其他2个处理差异显著；在完全静止的条件下菌丝生长最慢，培养4d后，菌丝的干重543.4mg（表1）。
2.5 碳氮源对禾谷镰孢菌菌丝生长的影响 研究结果表明（表2），禾谷镰孢菌在以半乳糖、淀粉为碳源的培养基上生长较快，菌落的净生长直径分别为8.9cm、8.8cm，差异不显著，与其它碳源差异显著；在以蔗糖为碳源的培养基上生长最慢，培养4d后，菌落的净生长直径为5.1cm。禾谷镰孢菌在以硝酸铵、丙氨酸为氮源的培养基上生长较快，培养4d后，菌落的净生长直径分别为6.4cm、5.9cm，差异不显著；以硝酸钾、氯化铵、谷氨酸为氮源的培养基上生长较慢，与其他氮源处理差异显著（表3）。
3 结论与讨论
对禾谷镰孢菌病菌生长特性研究发现，病原菌在温度为10～30℃时，菌丝均可生长，最适温度为25℃，说明高温有利于该病菌的生长；病菌对酸碱度的适应范围较广；光照有利于菌丝生长；菌丝生长适宜的碳源为半乳糖和淀粉，适宜的氮源为硝酸铵和丙氨酸。纪武鹏等[8]对玉米茎腐病致病菌禾谷镰孢菌的生物学特性研究表明，其最适合病菌生长的pH为7，最适合的碳源为葡萄糖，最适合的氮源为蛋白胨[8]。贾廷祥等[9]对小麦根腐镰刀菌生物学特性研究表明，禾谷镰刀菌在35℃生长仍然良好，最适合的pH为6，供试碳源最适为淀粉。纪莉景[3]对不同来源的禾谷镰刀菌菌丝生长研究表明，其最适温度均为25℃，35℃停止生长。本研究中禾谷镰孢菌生长的适宜温度为25℃，高于35℃也可生长，最适宜的pH为8，适宜碳源为半乳糖和淀粉，适宜氮源为硝酸铵和丙氨酸，与前人研究报道的不同，说明不同作物上分离出的禾谷镰孢菌致病菌菌丝生长的特性有差异。
参考文献
[1]赵志慧.中国禾本科作物上镰孢菌属真菌分类的研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2008.
[2]Parry D W，Jenkinson P，Mcleod L.Fusarium ear blight（scab）in small grain cereals-a review[J].Plant Pathology，1995，44：207-238.
[3]纪莉景.中国不同生态地区禾谷镰刀菌种群分化及遗传多样性分析[D].保定：河北农业大学，2007.
[4]黄世文，王玲，刘连盟，等.水稻穗腐病病原分离、鉴定及生物学特性[J].中国水稻科学，2012，26（3）：341-350.
[5]李璐，刘连盟，王国荣，等.水稻穗腐病和穗枯病的研究进展[J].中国水稻科学，2015，29（2）：215-222.
[6]庄同春.寒地水稻“褐变穗”发生规律及预防措施[J].作物杂志，2006，01.
[7]方中达.植病研究方法[M].3版.北京：中国农业出版社，1998.
[8]纪武鹏，于琳，王平.玉米茎腐病主要致病菌—禾谷镰孢菌的生物学特性研究[J].现代化农业，2014，09：67-69.
[9]贾廷祥，刘传德，吴桂本，等.小麦根腐镰刀菌鉴定及其生物学特性[J].植物保护学报，1995，03：259-264.
（责编：张宏民）