紫花苜蓿镰刀菌根腐病研究进展

紫花苜蓿(简称苜蓿)是我国和世界种植面积最大最重要的豆科牧草。由镰刀菌引起的根腐病(称为镰刀菌根腐病)是苜蓿生产上的主要限制因素之一,严重影响该牧草的产量和品质,导致草地衰败和利用年限缩短。镰刀菌作为一类重要的土传病原真菌,一直是苜蓿根腐病研究的热点。由于镰刀菌能在土壤中长期存活,且苜蓿为多年生牧草,导致苜蓿根腐病的防治尤为困难。从苜蓿镰刀菌根腐病的分布与危害、病原种类与生物学特性、侵染源及发病规律、镰刀菌对苜蓿的致病性及致病机理、苜蓿品种对镰刀菌的抗病性以及防治方法等方面阐述苜蓿镰刀菌根腐病的研究进展,并对今后的研究方向进行了展望,以期为苜蓿镰刀菌根腐病后续研究及其防治新方法的开发利用提供理论依据。     

变灰青霉BIBA-G563对紫花苜蓿镰刀菌根腐病的防效

从黑龙江省安达市黑龙江八一农垦大学草业科学系试验田健康紫花苜蓿根部分离出1株拮抗真菌BIBA-G563,对其进行形态学观察和分子生物学鉴定,并研究其对紫花苜蓿根腐病病原真菌镰刀菌的抑制能力及盆栽防治根腐病的效果。经鉴定,拮抗真菌BIBA-G563为变灰青霉。BIBA-G563与腐皮镰刀菌、尖孢镰刀菌、层出镰刀菌、轮枝镰刀菌四种病原真菌的第9 d平板对峙抑制率在28.62%～64.67%之间,无菌发酵液对四种病原菌菌丝生长的抑制率在10.34%～15.98%之间,对四种病原菌孢子萌发的抑制率在16.95%～35.95%之间,对盆栽紫花苜蓿镰刀菌根腐病防效为75.40%。表明生防真菌BIBA-G563能够有效抑制紫花苜蓿根腐病病原菌,具有良好的开发前景。     

采用EF-1α序列分析法对苜蓿根腐病病原菌——锐顶镰刀菌的鉴定

苜蓿根腐病对苜蓿生长和产量造成严重影响,为了解引起根腐病病原真菌的种类,本文对从陕西省定边县牧草草场紫花苜蓿根部分离得到的根腐病病原菌进行形态学观察、EF-1α序列分析鉴定及接种试验。结果表明:通过对病原菌在PDA培养基中的分离、纯化得到的单菌落形态学观察及显微镜下菌丝、孢子的观察,该病原菌属于引起苜蓿根腐病的镰刀菌属(Fusarium);用CTAB法提取病原菌基因组DNA,并对EF-1α序列进行PCR扩增、回收纯化、克隆测序,将测序结果进行Blast比对,构建系统发育树,分析与Genbank已知近缘种属亲缘关系,结果显示与锐顶镰刀菌(F.acuminatum)亲缘关系最近,可信度达99%;最后通过根部接种试验,接种苜蓿根部发病症状与田间根腐病发病症状一致,鉴定结果显示本试验研究的引起紫花苜蓿根腐病的病原菌为镰刀菌属锐顶镰刀菌(F.acuminatum)。     

紫花苜蓿根腐病研究进展

紫花苜蓿是全世界最重要的豆科牧草,被誉为“牧草之王”,但苜蓿根腐病成为紫花苜蓿大面积推广的一个主要的限制因素。苜蓿根腐病的病原主要是镰刀菌,其中的尖孢镰刀菌、茄镰刀菌、燕麦镰刀菌等被认为是侵染根部的真菌中的优势种。生物技术是当前植物抗根腐病育种中的一个应用热点,它具有目的性强、育种效率高等优点,越来越受到人们的重视。     

采用EF-1α序列分析法对苜蓿根腐病病原菌——锐顶镰刀菌的鉴定

苜蓿根腐病对苜蓿生长和产量造成严重影响,为了解引起根腐病病原真菌的种类,本文对从陕西省定边县牧草草场紫花苜蓿根部分离得到的根腐病病原菌进行形态学观察、EF-1α序列分析鉴定及接种试验。结果表明:通过对病原菌在PDA培养基中的分离、纯化得到的单菌落形态学观察及显微镜下菌丝、孢子的观察,该病原菌属于引起苜蓿根腐病的镰刀菌属(Fusarium);用CTAB法提取病原菌基因组DNA,并对EF-1α序列进行PCR扩增、回收纯化、克隆测序,将测序结果进行Blast比对,构建系统发育树,分析与Genbank已知近缘种属亲缘关系,结果显示与锐顶镰刀菌(F. acuminatum)亲缘关系最近,可信度达99%;最后通过根部接种试验,接种苜蓿根部发病症状与田间根腐病发病症状一致,鉴定结果显示本试验研究的引起紫花苜蓿根腐病的病原菌为镰刀菌属锐顶镰刀菌(F. acuminatum)。     

紫花苜蓿镰刀菌根腐病的研究进展

本文汇总了国内外学者对紫花苜蓿镰刀菌根腐病的研究进展,介绍了紫花苜蓿镰刀菌根腐病的主要病原分布、危害及其防治方法,为该病害的进一步研究提供理论依据。     

我国的苜蓿病害及其综合防治体系

我国已发现36种病原真菌危害苜蓿.在我国已知苜蓿病害中,分布较广且危害较大的有锈病(Uromyces striatus)、霜霉病(Peronospora aestivalis)、褐斑病(Pseudopeziza medicaginis)、白粉病(Erysiphe pisi和Levillula leguminiarum)、夏季黑茎病(Cercospora medicaginis)、黑茎和叶斑病(Phoma medicaginis)、黄斑病(Pyrenopeziza medicaginis)和轮斑病(Stemphylium botryosum)等8种.此外,对镰刀菌腐病(Fusarium spp)、炭疽病(Colletotichum trifolii)以及我国尚未发现的疫霉根腐病(Phytophthora megasperma)、黄萎病(Verticillium albo-atrum)和细菌性凋萎病(Clavibacter michiganense subsp. insidiosum)亦应给予充分的注意.在建立苜蓿病害综合防治体系中,应强调系统的观点和长期的观点.防治苜蓿病害的最有效途径是采取一切措施保证苜蓿旺盛的生长.苜蓿病害综合防治体系的主要内容包括利用抗病品种,不同种或品种的牧草混播,播种前应用杀菌剂处理种子,科学施肥,合理利用草地和早春焚烧苜蓿残茬等.     

苜蓿根腐病病原菌的分离鉴定及苜蓿品种的抗性评价

苜蓿根腐病病原菌较为复杂,因此明确不同生态环境下苜蓿根腐病病原菌的种类和优势菌株,对于苜蓿根腐病的防治非常重要。利用柯赫氏法则对采自内蒙古三个不同地点苜蓿田中疑似根腐病的病样进行了分离和鉴定。结果表明,从供试病样中共分离得到6个不同种的镰刀菌:木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)、锐顶镰刀菌(F.acuminatum)、产黄色镰孢菌(F.thapsinum)、变红镰刀菌(F.incarnatum)、尖孢镰刀菌(F.oxysporum)和三线镰刀菌(F.tricinctum)。其中,木贼镰刀菌是上述三个供试地点苜蓿根腐病的优势致病菌。在室内条件下,利用优势菌株木贼镰刀菌以及三线镰刀菌对32个苜蓿品种的抗根腐病水平进行了评价,结果表明供试的品种间对根腐病的抗性水平呈现出一定的差异,其中品种康赛对两种不同的镰刀菌种表现出最高的抗性水平,其病情指数分别为26.07和26.81;按照抗性水平的划分标准,32份供试材料中对三线镰刀菌呈现中抗水平的品种18份,占供试品种的56.25%;表现为中感水平的品种14份,占43.75%,未见高感品种。对木贼镰刀菌而言,呈现中抗水平的苜蓿品种9份,占28.13%;呈现中感品种14份,占43.74%;呈现高感水平的苜蓿品种9份,占28.13%。本研究中未发现针对上述两种根腐病病原菌呈现免疫和高抗水平的苜蓿品种。     

蒙古黄芪根腐病病原鉴定及防治药剂室内筛选

为鉴定青海省民和地区蒙古黄芪(Astragalus membranaceus var.mongholicus)根腐病病原菌及筛选防治该病害的有效杀菌剂,本研究基于形态学特征、rDNA-ITS,TEF-1α和RPB2序列分析对蒙古黄芪根腐病病原进行鉴定,并利用菌丝生长速率法测定8种杀菌剂对病原菌的抑制作用。结果发现,引起黄芪根腐病的病原菌为腐皮镰刀菌(Fusarium soani)、逗号镰刀菌(F.virguliforme)、木贼镰刀菌(F.equiseti)和锐顶镰刀菌(F.acuminatum)。室内药剂试验表明硅唑·咪鲜胺对4种镰刀菌的抑制作用最好,EC₅₀在0.195～0.588 mg·L^-1之间;多菌灵对腐皮镰刀菌、木贼镰刀菌和锐顶镰刀菌的抑制作用较强,EC₅₀在0.113～0.869 mg·L^-1之间;咯菌腈对逗号镰刀菌、木贼镰刀菌和锐顶镰刀菌的抑制作用较强,EC₅₀在0.153～0.390 mg·L^-1之间;甲基硫菌灵、噁霉灵、溴菌腈和石硫合剂...     

48个苜蓿品种对3种病害抗性的初步评价

在兰州大学榆中校区品种比较试验田,以发病率为指标,采用国际上通用的苜蓿病害抗病性评价的分级标准,比较了国内外48个苜蓿品种对褐斑病、霜霉病和锐顶镰刀菌根腐病的抗病性,并对其进行了综合评价。抗病性等级评价结果表明,不同苜蓿品种对褐斑病的抗性表现是UC-1465为高抗（HR）品种,UC-1887为抗病（R）品种,Siriver与Trifecta为中抗（MR）品种,Avrora、Hunter River、Saranac AR为低抗（LR）品种,其余41个品种均为感病（S）品种;对霜霉病的抗性表现是48个苜蓿品种均为高抗（HR）品种;对锐顶镰刀菌根腐病的抗性表现是48个苜蓿品种均为高抗（HR）品种。综合评价结果表明,Vertus、中兰1号和新牧1号对褐斑病、霜霉病和锐顶镰刀菌根腐病均具有较强的抗病性,为高抗品种;UC-1887、UC-1465和Saranac AR对褐斑病、霜霉病和锐顶镰刀菌根腐病的抗病性均较差,为感病品种。     

植物病原镰刀菌产生的毒素种类及其危害

镰刀菌(Fusarium spp.)是多种重要农作物的病原体,不仅可造成农作物产量和品质的严重损失还可在离体培养条件下或植物寄主体内产生一系列被称为镰刀菌毒素的次生代谢产物。这些毒素一方面作为致病因子与镰刀菌对宿主植物的致病力密切相关,另一方面可导致家畜生产性能下降和相关病症的出现,进而影响农业生态系统并对人类健康造成威胁。鉴于镰刀菌毒素对农作物生产的影响及其对家畜和人类的毒性作用,目前已有较多关于镰刀菌侵染粮食作物后产生毒素种类的研究,但关于镰刀菌侵染豆科牧草后产生的毒素种类以及毒素在镰刀菌对豆科牧草致病力方面作用的研究则较少。本文对引起主要粮食和饲料作物病害的常见镰刀菌物种产生的主要毒素,以及这些毒素对植物、家畜和人类的危害进行了综述,并对豆科牧草中镰刀菌毒素的研究前景及意义进行了展望。     

AM真菌与根瘤菌对紫花苜蓿镰刀菌萎蔫和根腐病的影响

通过温室盆栽试验,探究了丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌摩西管柄囊霉与苜蓿中华根瘤菌对紫花苜蓿尖孢镰刀菌萎蔫和根腐病的影响,以期为合理利用两类共生菌,提高苜蓿抗病性提供理论依据。试验共8个处理,分别为接种或不接种AM真菌、根瘤菌和病原菌以及两两组合。与对照相比,AM真菌降低紫花苜蓿萎蔫和根腐病发病率80.13%(P<0.05)。AM真菌和根瘤菌互作促进苜蓿养分吸收、叶绿素合成,互作处理较对照叶绿素含量(soil and plant analyzer development value,SPAD值)提高61.85%,茎叶N含量提高26.5倍、P含量提高54.3倍,紫花苜蓿茎叶干重提高23.4倍(P<0.05)。AM真菌促进了紫花苜蓿根瘤的形成,较对照根瘤数多111.73%;AM真菌与根瘤菌二者互作,进一步促进了紫花苜蓿生长、养分吸收,降低了紫花苜蓿发病率,同时显著影响紫花苜蓿根系相关生化指标。互作处理提高超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性41.05%,β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)活性33.9%,茉莉酸(jasmonic acid,JA)浓度23.32%,木质素(lignin)16.92%,脱落酸(abscisic acid,ABA)、一氧化氮(nitric oxide,NO)和过氧化氢(hydrogen peroxide,H 2O 2)浓度分别降低26.68%,9.63%和25.26%,丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量降低24.57%。综上所述,摩西管柄囊霉与苜蓿中华根瘤菌互作,可有效减轻紫花苜蓿镰刀菌萎蔫和根腐病的发生,二者具有良好的生防潜力。     

沙打旺根腐病菌致病力的测定

通过对分离自不同地区的沙打旺根腐病菌19个菌株的致病力测定得知:不同种的根腐病菌对沙打旺的致病力不同,尖孢镰刀菌的致病力较强,茄病镰刀菌次之,串珠镰刀菌的致病力最弱;同种根腐病菌的不同菌株其致病力也有一定差异,证明沙打旺根腐病菌存在着致病力的分化.菌株的致病力与地区分布没有关系.     

苜蓿根腐病病原菌的分离及鉴定

从甘肃张掖、酒泉2市采集苜蓿Medicago sativa根腐病样品15份,按照柯赫证病律对其进行病原物分离、鉴定.结果表明：发病部位分离到的菌株以镰孢霉Fusarium spp.占优势,经致病性测定和接种试验证明,腐皮镰孢霉F.solani致病性最强,接种后病株率达60%以上;其次是尖孢镰孢霉F.oxysporum和串珠镰孢霉F.moniliforme,致病性弱,发病株率为16.7%～23.3%;腐皮镰孢霉与尖孢镰孢霉或串珠镰霉混合接种,发病率均高于单独接种的发病率,而病株上获得的其他分离物均无致病性.研究证明苜蓿根腐病是以腐皮镰孢霉为主要病原,并与尖孢镰孢霉和串珠镰孢霉复合侵染导致的一种病害.     

紫花苜蓿根腐病原——厚垣镰刀菌的鉴定及其拮抗菌的筛选

采用常规组织分离法,对甘肃省武威市紫花苜蓿根腐病菌进行分离和致病性测定,并通过形态学特征和分子鉴定方法对致病性最强的菌株进行鉴定。结果表明,MXGF7可造成紫花苜蓿严重根腐,该病原菌大型分生孢子多纺锤形或镰刀形,大小为3.3～4.7μm×14.8～32.0μm;小型分生孢子少,纺锤形或哑铃形,大小2.9～4.2μm×8.4～18.2μm;ITS序列及镰孢菌Fu3/Fu4区基因序列分析表明,病原菌均与Fusarium chlamydosporum的相似度达99%,结合形态学特征将该病原菌鉴定为厚垣镰孢菌F.chlamydosporum。采用平板对峙法,从分离自东祁连山高寒草地牧草的123株内生细菌中筛选出61株菌株对F.chlamydosporum有拮抗效果,且抑菌率均在55%,并利用形态特征和16SrDNA基因序列分析将具有稳定拮抗作用265ZY3菌株鉴定为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amylolique　faciens。     

两株紫花苜蓿根际芽孢杆菌的筛选及生防效果研究

从紫花苜蓿根际土中分离出2株芽孢杆菌(Bacillus spp.)菌株CYY-6和CYY-42,并评价了其对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑制作用,及其对由尖孢镰刀菌引起的苜蓿根腐病的防治效果。经过形态观察、16S rDNA序列分析和生理生化鉴定,确定菌株CYY-6为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis),CYY-42为短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)。同时检测发现这2株芽孢杆菌均能不同程度地合成嗜铁素。在平板对峙实验中,2株菌株均能对尖孢镰刀菌产生拮抗作用,并产生抑菌带,抑菌率分别为49.3%和56.3%。且其发酵液可以致使尖孢镰刀菌菌丝及孢子生长异常,出现菌丝扭曲、断裂、破碎,孢子数量明显减少等现象。在盆栽实验中,2株菌株对由尖孢镰刀菌引起的紫花苜蓿根腐病的相对防效分别为57.55%和64.03%,在紫花苜蓿根腐病防治方面具有较好的应用潜力。     

不同尖孢镰刀菌菌株对紫花苜蓿幼苗生长的影响

利用从甘肃省3个不同地区紫花苜蓿（Medicago sativa）根腐病植株分离纯化的尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）菌株,研究了不同菌株对苜蓿幼苗生长的影响。通过不同菌株米粒接种体接种土壤后移栽苜蓿幼苗,28 d后对植株的根部病害进行分级,对株高、根长、地上生物量和地下生物量进行测定。结果表明,不同菌株对苜蓿幼苗根部病害的严重程度和生长有显著影响（P<0.05）,致病力强弱存在差异。接种不同菌株后,幼苗根病情指数为46%~69%;根长和株高分别降低9%~28%和20%~52%;地上生物量和地下生物量分别降低17%~48%和15%~60%。其中,菌株QY3致病力最强,其次为QY2,菌株LZ3致病力最弱;菌株QY2导致根长和地上生物量的降低幅度最大;菌株LT2导致株高和地下生物量的降低幅度最大。研究结果为苜蓿根腐病的防治提供了初步的理论指导。