环境因子对桑椹菌核病菌核萌发及子囊盘生长的影响.pdf

桑椹菌核病，又称白果病，属真菌类病害。近年来，随着蚕桑产业多元化发展，广西果桑产业发展迅速。但伴随着果桑种植面积的扩大、桑椹菌核病病原的积累，以及粤椹大10对桑椹菌核病的易感性1-3，桑椹菌核病的发病率逐年上升，该病的防控成了广西果桑产业发展面临的最大问题之一。根据病果症状和病原菌的不同，桑椹菌核病分为桑椹肥大性菌核病、桑椹小粒性菌核病和桑椹缩小性菌核病3种类型，病原分别属于子囊菌亚门核盘菌科4的肉阜状杯盘菌（Ciboria carunculoides）、桑实杯盘菌（Ciboria.shiraiana）和 核 地 杖 菌 桑（Scleromitrulashiraiana）。实杯盘菌与肉阜状杯盘菌同属于杯盘菌属（Ciboria），子囊盘均为碗型或漏斗型，不易区分；核地杖菌属于核地杖菌属（Scleromitrula），子囊盘椭圆形或纺锤形，并且纵向有数条褶皱。3种类型的病果形态也有差异，桑椹肥大性菌核病病果整颗呈白色或灰白色，花被显著肥大；桑椹小粒性菌核病病果与肥大型菌核病相似，也是花被肿大，但不是整颗桑椹被侵染，而是仅有几个小果受侵染，花被明显膨大并突出，外观如爆米花；桑椹缩小性菌核病病果整颗缩小，质地变坚硬，呈灰白色，花被不肿大，有细微褶皱并散生褐色斑点。桑椹菌核病病原菌以菌核为载体环境因子对桑椹菌核病菌核萌发及子囊盘生长的影响唐名艳1，2，蒋满贵1，2，唐亮1，2，黄深惠1，2，赵烨芸1，2，黄贤帅1，2，韦幂1，2，董桂清1，2，陈小青1，2*（1.广西壮族自治区蚕业技术推广站，南宁市 530007；2.广西壮族自治区蚕业科学研究院，南宁市 530007）摘要以在桑园收集的越冬桑椹菌核为材料，调查其在湿度充足的自然气候条件下萌发形成子囊盘的发育历期。探索了不同温度、湿度和光照条件对菌核萌发和子囊盘生长发育的影响。结果表明，桑椹菌核病菌核在湿度充足的自然气候条件下从萌芽到子囊盘消亡历时3852 d，平均历时45.0 d；其中萌芽抽生期1623 d，平均18.7 d；杯盘膨大期612 d，平均8.4 d；平盘期820 d，平均14.1 d；消亡期16 d，平均3.3 d。菌核在1020 范围均可萌发形成子囊盘，最佳温度是15。土壤湿度对于菌核萌发有显著影响。土壤湿度25%时，菌核不能萌发；土壤湿度50%时，菌核萌发率为23.5%；土壤湿度75%时，菌核萌发率达78.0%；土壤湿度90%时，菌核萌发率达到100%。光照能刺激菌核萌发形成子囊盘，并能促进子囊盘的生长发育。菌核在全光照不遮光和黑膜遮光透光率5%的情况下均能萌发，全光照不遮光培养，单粒菌核萌发子囊柄的平均数量为4.1个，并且子囊柄顶端均能形成子囊盘；黑膜遮光透光率5%培养，单粒菌核萌发子囊柄的平均数量为1.2个，只有51.3%的子囊柄顶端能形成子囊盘。研究结果为桑椹菌核病的预报和防治提供了理论基础。关键词环境因子；桑椹菌核病；菌核萌发；子囊盘生长中图分类号S888.7文献标识码B文章编号1006-1657（2023）02-0006-06收稿日期：2023-04-10；接受日期：2023-05-05资助项目：广西重点研发计划项目（桂科AB20297044）。第一作者信息：唐名艳（1987），女，硕士，农艺师，主要从事蚕桑病虫害防控工作。E-mail：通信作者信息：陈小青（1979），女，大学本科，高级农艺师。E-mail：ISSN 1006-1657；CN 45-1213/SDOI：10.19553/ki.1006-1657.2023.02.002试验研究唐名艳，等.环境因子对桑椹菌核病菌核萌发及子囊盘生长的影响.广西蚕业，2023，60（2）：6-116唐名艳，等.环境因子对桑椹菌核病菌核萌发及子囊盘生长的影响.广西蚕业，2023，60（2）：6-11在土壤中越冬，到次年春季桑树开花期间，菌核萌发数个子囊盘伸出地面，子囊盘成熟后发散出子囊孢子，随风传播到雌花上，引起侵染，最后菌丝在病果内紧密交织形成菌核，并随着病果的脱落返回土壤，等待来年再次萌发。长期以来，对桑椹菌核病的研究主要集中在病原菌的形态特征、发病规律、品种抗性评价、综合防治技术等方面5。近年来关于区分3种桑椹菌核病类型的分子检测6-7、病原菌基因组解析8-9、病原菌致病机制10等分子生物学研究也逐步增多，但对病原菌的生物学特性研究鲜有报道。王爱印11研究了不同培养基、温度、pH值、光照条件对桑椹缩小性菌核病病原菌桑椹核地杖菌（S.shiraiana）菌丝生长的影响，发现其菌丝在马铃薯葡萄糖培养基（PDA）上生长最快，最适生长温度为 20，最适生长 pH 为6.0，全光照条件下菌丝生长最快，但未做这些条件对菌核萌发及子囊盘发育的影响研究。吕蕊花等12研究了桑椹肥大性菌核病病原菌桑实杯盘菌（C.shiraiana）菌核萌发的物候期、低温处理对菌核萌发的影响及pH值对子囊孢子萌发的影响，发现该病菌要经过低温处理6周以上才能解除休眠。子囊孢子在酸性环境中比在中性和碱性环境中萌发率高，大田中菌核从1月下旬4月中旬期间能萌发形成子囊盘。桑椹菌核病的主要侵染源或初侵染源是越冬土壤中菌核萌发形成的子囊盘产生的子囊孢子。桑椹菌核病流行程度受土壤中菌核的数量、萌发率以及子囊盘生命历期的影响。菌核萌发及子囊盘发育受温度、湿度、光照等外界环境条件影响。目前未见这些环境条件对菌核萌发、子囊盘发育历期影响的报道。本研究通过探索温度、湿度和光照等外界环境条件对菌核萌发和子囊盘生长发育的影响，丰富对其生物特性的认识，以期为病害防治时间节点的选择、综合防控措施、病害的预测预报提供理论依据。1材料和方法1.1供试材料2020年12月在广西壮族自治区蚕业技术推广站家属农场粤椹大10果桑园地收集菌核，并置于4 冷库保存。1.2试验方法1.2.1桑椹菌核病菌核萌发子囊盘的生长历期调查2021年1月下旬3月上旬跟踪调查菌核子囊盘的生命周期。选择大小均匀的菌核46粒，取该地块的表土放到直径40 cm的塑料花盆中，土层厚约15 cm，将菌核整齐排放于土壤表面，轻轻按压使菌核嵌入土中与土表齐平，并淋水至花盆底部滴水为止。放置在室外屋檐自然温度下培养，记录每天最低和最高气温，逐日观察菌核萌发及生长形态变化并拍照，观察后补足水分。最后统计菌核萌发情况及子囊盘形成过程中各形态变化的历期和子囊盘直径。1.2.2温度对菌核子囊盘生长的影响温度梯度的设置：5、10、15、20、25。用15个直径15 cm的培养皿，在底部垫上3层滤纸，每个培养皿放入30粒大小均匀的菌核，向滤纸注水至淹没菌核。待菌核吸足水分后将多余的水分滤干，盖上玻璃盖。每个温度处理设置3次重复，贴上标签作好标记，放入预先设定的人工气候箱（RH=90%，光周期 10L：14D，500 lux 交替）分别培养。之后每日给滤纸滴水补湿，保持滤纸最大吸水湿润。菌核萌发前每3 d调查一次，待观察到菌核开始萌发后改为每天调查一次。每天记录菌核萌发时间、萌发粒数，每个培养皿随机选取10朵子囊盘，每3 d测量1次柄长和子囊盘的直径，直至子囊盘全部消亡。1.2.3土壤湿度对菌核萌发率的影响设置土壤湿度：25%、50%、75%、90%共 4 个处理，每个处理设3次重复。准备12个直径40 cm的塑料花盆，取适量桑园表土拍碎曝晒后，分别放入花盆中，土层厚度约15 cm，按设定土壤的湿度加入适量的无菌水，并用土壤湿度计检测湿度。每盆播种菌核80粒，将菌核整齐排放于土壤表面，轻轻按压使菌核嵌入土中与土表齐平，用透明塑料膜覆盖花盆保湿。每次调查结束后，用土壤湿度计检测并补水至设定值，放置室外屋檐同一自然气温下培养。每5 d调查萌发情况，直至连续4个调查日（共20 d）未发现菌核萌发为止，统计各处理的菌核萌发率。1.2.4光照对菌核子囊盘生长的影响光照设置：全光照、透光率5%黑膜遮光2个处理，每处理设置3次重复。准备6个直径15 cm的大培养皿，底部垫上3层滤纸，每个培养皿放入30粒大小均匀的菌核，向滤纸上注水至淹没菌核，待菌核吸足水分后将水分滤干，将其中3个培养皿用透光率5%的黑膜包裹遮黑培养，另外 3 个培养皿不包膜，同置于人工气候箱（温度72023年第60卷第2期广西蚕业GuangxiSericultureVol.60No.2，202315，RH=90%，24 h光照500 lux）培养。每3 d打开黑膜调查一次，待菌核形成子囊盘后统计菌核萌发率，并测量子囊柄的长度和子囊盘的直径。1.2.5数据处理用Excel进行原始数据处理，用SPSS 19.0软件采用LSD法对不同处理间的差异显著性进行分析。2结果与分析1.1桑椹菌核病菌核萌发子囊盘的生长历期试验观察从2021年1月下旬至3月上旬，其中1月平均最低气温10，平均最高气温17；2月份平均最低气温为14，平均最高气温为23；3月份平均最低气温为17，平均最高气温为22。46粒菌核全部萌发，菌核萌发形成的子囊盘均为漏斗型或碗型，每个菌核着生110个子囊盘，平均数量为2.81.8个。将从菌核萌发到子囊盘消亡期间的形态变化划分为4个时期（图1）。（1）萌芽抽生期（图a图c）。菌核萌芽部位开始形成乳突状，随着乳突状芽向上生长形成子囊柄，顶端出现一个小凹点，即形成子囊盘雏形，并在基部长出白色气生根。（2）杯盘膨大期（图d图e）。子囊柄高度基本定型，顶端的子囊盘逐步膨大，形成杯盘状；（3）平盘期（图f图h），子囊盘不再膨大，并舒展成平盘，直径大小变化甚微。（4）消亡期（图i）。子囊柄基部及子囊盘变黑褐色，软塌倒伏直至腐烂。每个时期的生命历期见表1。菌核从萌芽到消亡整个生命周期历时最长52 d，最短38 d，平均寿命45.0 d。其中：萌芽抽生期历时1623 d，平均18.7 d；杯盘膨大期历时612 d，平均历时8.4 d；平盘期历时820 d，平均历时14.1 d，子囊盘直径8.025.0 mm，平均直径13.3 mm，在此期间轻轻震动子囊盘，可见烟雾状子囊孢子雾散发出来；消亡期历时16 d，平均值3 d。a.开始萌芽b.萌芽10 dc.萌芽15 dd.萌芽20 de.萌芽25 df.萌芽30 dg.萌芽35 dh.萌芽40 di.43 d倒伏注：ac：萌芽抽生期；de：杯盘膨大期；fh：平盘期i：消亡期图图1 1桑椹菌核病桑椹菌核病菌核生长历期菌核生长历期指标范围（极小值极大值）平均值标准差萌芽抽生期162318.71.6杯盘膨大期6128.41.8平盘期82014.13.8消亡期163.31.5总历期385245.03.1表表1 1桑椹菌核病菌核生长历期桑椹菌核病菌核生长历期d1.2温度对菌核萌发率及子囊盘生长的影响从表2和图2可以看出，菌核在520 范围内均可萌发。5 萌发率最低，为15.2%，且萌发最晚，10 d以后才开始萌发，主要集中在第1015 d内萌发。10 萌发率为100%，15 萌发率为99.2%，在这两个温度下萌发快而集中，第5 d萌发率达80%以上，第 10 d 萌发 90%以上。菌核萌发率在 10 和15 下统计学上差异不显著；20 萌发率39.8%，萌发时间主要集中在第510 d内；25 菌核不萌发。图3显示，5 温度下，菌核萌发只能形成短短的子囊柄，长度约 2.3 mm，但并不能形成子囊盘。10 20 范围内菌核能萌发形成子囊盘。菌核温度/510152025菌核萌发率/%第5 d0a（82.61.4）b（86.92.1）b0a0a第10 d0a（91.36.2）b（925.3）b（31.86.7）c0a第15 d（15.25.4）a（97.81.8）b（95.63.6）b（39.86.2）c0d第20 d（15.25.4）a（1000）b（99.21.0）b（39.86.2）c0d表表2 2温度对菌核萌发率的影响温度对菌核萌发率的影响注：同列中不同小写字母表示各平均数有显著差异（P0.05）。8唐名艳，等.环境因子对桑椹菌核病菌核萌发及子囊盘生长的影响.广西蚕业，2023，60（2）：6-11萌发的子囊盘在15、20 比在10 下发育好，形成的子囊柄长，而且子囊盘大而肥厚，散发出子囊孢子雾。综上所述，15 是菌核萌发和子囊盘生长的最适温度。5 10 15 20 25 1009080706050403020100萌发率%0510152025时间/d图图2 2温度对菌核萌发率的影响温度对菌核萌发率的影响注：不同小写字母表示各平均数之间具有显著差异（P0.05）。1.3土壤湿度对菌核萌发率的影响试验时间为2021年1月下旬至3月上旬。如图4所示，土壤湿度对于桑椹菌核病菌核萌发有显著影响，土壤湿度在50%90%范围内湿度越大萌发率越高。土壤湿度25%的干旱条件下，即使温度适合，菌核也不能萌发；土壤湿度50%时，菌核萌发率为23.5%；土壤湿度75%时，菌核萌发率显著提高，达78.0%；当土壤湿度90%时，菌核萌发率达到100%。1.4光照对菌核萌发及子囊盘生长的影响菌核在全光照不遮光和黑膜遮光透光率5%的情况下均能萌发，但在萌发过程中单个菌核萌发子囊盘的个数、子囊柄顶端形成子囊盘的概率、子囊柄的长度和子囊盘的直径大小上存在差异（图5）。调查结果（表3）表明，菌核在全光照下和5%透光条件下萌发率均为100%；全光照培养，单粒菌核萌发的子囊盘的平均数量为4.1个，所有萌发的子囊柄顶端都能形成子囊盘，子囊柄粗壮，长度为17.6 mm，子囊图图3 3温度对子囊盘发育的影响温度对子囊盘发育的影响图图4 4不同土壤湿度对菌核萌发的影响不同土壤湿度对菌核萌发的影响注：不同小写字母表示各平均数之间具有显著差异（P0.05）。20181614121086420子囊柄长度/mm5101520温度/abcc5101520温度/121086420子囊盘直径/mmbcc25507590土壤湿度/%a1009080706050403020100萌发率%abcd92023年第60卷第2期广西蚕业GuangxiSericultureVol.60No.2，2023盘肥厚，直径8.9 mm；黑膜遮光透光率5%的条件下培养，单粒菌核萌发1个子囊柄居多，少数2个，且只有51.3%的子囊柄顶端能形成子囊盘，子囊柄细长长度为 27.3 mm，子囊盘直径仅为 3.5 mm。因此，光照能刺激菌核萌发形成子囊盘，并能促进子囊盘的生长发育。处理全光照培养避光培养萌发率/%（1000）a（1000）a单个菌核萌发子囊柄数量/个（4.12.0）a（1.20.5）b子囊柄形成子囊盘率/%（1000）a（51.34.5）b子囊柄长度/mm（17.67.6）a（27.37.3）b子囊盘直径/mm（8.9.96）a（3.5.53）b表表3 3光照对菌核萌发及子囊盘生长发育的影响光照对菌核萌发及子囊盘生长发育的影响a.菌核在全光照下萌发的子囊盘；b.菌核在黑膜遮光透光率5%下萌发的子囊盘图图5 5光照对菌核萌发的影响光照对菌核萌发的影响3讨论3.1供试菌核的种类本次试验收集菌核的桑园于上一年桑椹菌核病发病严重，发病率10.55%。病果形态特征类似桑椹肥大性菌核病，试验收集该桑园的菌核萌发形成的子囊盘均为漏斗型或碗型，根据子囊盘的形态可以判定为杯盘菌属（Ciboria）的实杯盘菌或肉阜状杯盘菌。结合病果形态特征和子囊盘形态，推测该桑园桑树患桑椹肥大性菌核病，但因未分离病菌做基因测序检测，还不能判定。因为根据桑椹病症来判断不准确，类似肥大性菌核病经分子鉴定却是桑椹缩小性菌核病的病原肉阜状杯盘菌的情况被多次被报道5。3.2菌核萌发发育历期很多研究对大田中菌核萌发形成子囊盘的时间跨度进行了观测与报道。吕蕊花12观察西南地区大田中菌核的萌发及形成子囊盘的时间是从1月下旬到4月中旬，其中3月中旬是高峰。据研究组多年监测结果显示，南宁市大田中菌核萌发的时间是从12月下旬到翌年2月下旬。但单个菌核萌发形成子囊盘的生命历期未见有报道。本试验是在适合桑椹菌核病病原菌核萌发和发育的1月上旬至3月上旬的自然气温下，在湿度充足的情况时，观测到从萌芽到子囊盘消亡历时3852 d，平均历时45.0 d，其中能散发子囊孢子雾的平盘期820 d，平均14.1 d。可见桑椹菌核病病原菌核萌发形成子囊盘的生育周期长，其中能散发子囊孢子雾的平盘期持续时间也较长，增加了病害的防治难度。3.3菌核萌发和发育温度与桑椹开花温度的关系据大田观测，当日平均温度达15 以上，持续时间达12 d以上时桑树即可开花，整个花期田间平均气温为 1023。本试验结果显示，菌核在 520 范围内均可以萌发，其中1015 是菌核最适萌发温度，1520 是子囊盘最适发育温度，即菌核萌发形成时子囊盘温度与桑椹花期所需温度高度吻合，这就增加了桑椹感染病菌的概率，在预测桑椹菌核病过程中，需综合考虑桑树花期与菌核萌发重合时间的长短，重合时间越长则发病率就越高。3.4湿度对菌核萌发的影响土壤湿度对于桑椹菌核病菌核萌发有显著影响，是菌核萌发的关键因子。菌核萌发对湿度要求高，即使温度合适，在土壤湿度25%时也不萌发，在湿度50%时萌发率低，仅23.5%。相比近缘种核盘菌的菌核萌发，桑椹菌核病病菌杯盘属菌核对土壤湿度要求高。核盘菌属菌核在土壤含水量15%50%时就能萌发13-15，且有的在土壤含水量45%时，萌发率能达到90%以上13。因此提示在预测预报时降雨时间和降雨量都是非常关键的因素。3.5光照对菌核萌发的影响本试验模拟农业防治措施黑膜覆盖土壤对菌核萌发及发育的影响。试验表明，在黑膜遮光下的菌核虽然均能萌发，但相比不遮光的全光照处理菌核萌发的子囊柄数量、子囊柄形成子囊盘、子囊盘的直注：同列中不同小写字母表示各平均数差异显著（P0.05）。10唐名艳，等.环境因子对桑椹菌核病菌核萌发及子囊盘生长的影响.广西蚕业，2023，60（2）：6-11径都大大减少，但子囊柄更加长，向光源的方向倾斜。田间调查中也发现，自然条件下菌核萌发形成的子囊盘柄短而壮，子囊盘较大；而经黑色地膜覆盖下的菌核也能够正常萌发，但子囊盘柄伸长，子囊盘变小或不能形成子囊盘。因此在农业防治利用地膜覆盖防控桑椹菌核病具有一定的效果，但在铺设地膜时要求紧密严实，不留缝隙，防止其向光生长伸出地膜，否则效果不理想。参考文献1 陈永波，张开，何忠泽，等.15个桑品种对桑椹菌核病的田间抗病性初步评价 J.蚕学通讯，2021，41（3）：8-12.2 朱方容，韦秉兴，陈小青，等.广西桑树菌核病与防治技术研究 J.广西蚕业，2023，60（1）：1-9.3 蒯元璋，吴福安.桑椹菌核病病原及病害防治技术综述 J.蚕业科学，2012，38（6）：1099-1104.4 中国农业科学院蚕业研究所.中国桑树栽培学 M.上海：上海科学技术出版社，1985：300-301.5 吕志远，田立超，何宁佳.桑椹菌核病研究进展 J.植物病理学报，2023，53（1）：1-12.6 LV Z Y，HE Z W，YUAN J L，et al.Investigation andrapid detection of fungal pathogens causing mulberrysclerotial disease in south-west China J.Plant Pathology，2021，71（3）：684-695.7 朱志贤，董朝霞，莫荣利，等.桑椹菌核病菌实时荧光定量 PCR 检测体系的建立和应用 J.植物保护学报，2022，49（3）：909-916.8 BAO L J，GAO H P，ZHENG Z L，et al.Integratedtranscriptomic and un-targeted metabolomics analysisreveals mulberry fruit（Morus atropurpurea）in response tosclerotiniose pathogenCiboria shiraianainfectionJ.International Journal of Molecular Sciences，2020，21（5）：1789.9 ZHU P P，KOU M，LIU C Y，et al.Genome sequencingofCiboria shiraianaprovides insights into the pathogenicmechanisms of hypertrophy sorosis scleroteniosisJ.Molecular Plant-Microbe Interactions，2021，34（1）：62-74.10ZHANGS，ZHUP，CAOB，etal.An APSEStranscriptionfactorXbp1isrequiredforsclerotialdevelopment，appressoria formation，and pathogenicity inCiboria shiraianaJ.Frontiers in microbiology，2021，12（2729）：739686.11王爱印.桑椹菌核病病原菌的分离、鉴定及其拮抗性桑树内生菌的研究 D.重庆：西南大学，2016.12吕蕊花，赵爱春，余建，等.桑椹肥大性菌核病病原菌生物学特性及流行性 J.微生物学报，2017，57（3）：388-398.13王聪浩，商文静，陈荣信，等.雪腐核盘菌菌核的萌发条件与致死温度 J.菌物学报，2021，40（8）：1980-1990.14汪国森，王崇仁，吴友三.核盘菌属（Sclerotinia）真菌有性世代的研究 J.沈阳农业大学学报，1992（4）：286-291.15黄蓉，胡建坤，黄瑞荣，等.环境条件对灰葡萄孢菌菌核萌发的影响 J.植物病理学报，2019，49（1）：134-140.蚕业信息广西蚕业技术推广站到天等县松山村开展调研指导及帮扶活动2023年6月1日，广西蚕业技术推广站党委书记、站长李标带队一行5人到天等县松山村调研指导蚕桑产业发展和开展帮扶工作。调研组一行首先察看了松山村集体投资建设的两栋总面积为700 m2的设施蚕业项目，在听取了驻村第一书记介绍后，调研组指出该项目设计科学、选址良好，四面山坳环绕，农药污染风险低，小气候凉爽舒适，靠近桑园方便采叶，周边地势平坦开阔，具有极佳的发展潜力，要加快项目建设进度，尽早投产发挥助农增收作用。随后，调研组又到松山村巴敏屯调研蚕桑生产情况，与当地干部群众进行了深入交流，针对当前蚕季高温干旱的特点，指导养蚕户采取相应措施，保证蚕茧产量质量。调研组一行还到松山村的八角林、天等县金刚黄牛养殖专业合作社进行了实地调研，并在松山村委慰问了驻村的第一书记和乡村振兴工作队员。（广西蚕业技术推广站韦润宇虞崇江）11