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2 0 1 8 , 4 4 ( 3 ) 1 8 6 1 8 9 PlantProtection 收 稿 日 期 2017 07 31 修 订 日 期 2017 09 27 基 金 项 目 湖南省农业科技创新资金 [湘农科科 ( 2017 ) 18 号 ] * 通信作者 E-mail bufanwen @126. com 猕 猴 桃 青 霉 病 病 原 菌 鉴 定 及 中 草 药 提 取 物 对 其 抑 菌 效 果 程 小 梅 1 , 2 ,彭 亚 军 3 ,杨玉 1 , 2 ,徐海 1 , 2 ,罗 赛 男 1 , 2 ,卜 范 文 1 , 2* ( 1. 湖南省农业科学院园艺研究所 ,长沙410125 ; 2. 农业部华中地区果树科学观测实验站 ,长沙410125 ; 3. 湖南省农业科学院植物保护研究所 ,长沙410125 ) 摘 要为 了 解 决 猕 猴 桃 真 菌 病 害 导 致 的 贮 运 难 题 , 作 者 从 湖 南 、 陕 西 两 个 猕 猴 桃 主 产 区 采 集 的 病 果 中 分 离 获 得 青 霉 菌 株 Q-1 , 应 用 rDNA-ITS 分 子 标 记 、 BLASTn 比 对 , 结 合 传 统 真 菌 形 态 学 鉴 定 , 确 定 该 致 病 菌 为 草 酸 青 霉 Pencilli- umoxalicum 。 利 用 带 药 培 养 基 法 筛 选 出 对 侵 染 猕 猴 桃 的 青 霉 菌 有 最 佳 抑 制 作 用 的 中 草 药 提 取 物 , 猕 猴 桃 果 实 采 后 刺 伤 接 种 Q-1 , 研 究 中 草 药 提 取 物 对 果 实 病 斑 直 径 的 影 响 。 结 果 表 明 川 芎 、 肉 桂 、 高 良 姜 的 乙 醇 提 取 物 对 青 霉 均 有 较 好 的 抑 制 效 果 , 菌 丝 生 长 相 对 抑 制 率 分 别 达 到 92. 79 、 77. 67 、 78. 49 , 其 中 以 川 芎 的 抑 菌 效 果 最 佳 。 猕 猴 桃 果 实 在 贮 藏 期 接 种 Q-1 菌 株 后 , 中 草 药 提 取 物 处 理 可 显 著 抑 制 果 实 病 斑 扩 大 。 关 键 词猕 猴 桃 ;青 霉 ;鉴 定 ;中 草 药 提 取 物 中 图 分 类 号 S436. 634 文 献 标 识 码 A DOI 10. 16688 / j. zwbh. 2017282 Identificationofthe p atho g encausin g fruit p enicilliosisonkiwifruitandthe inhibitioneffectofChineseherbextractsonthe p atho g en CHENGXiaomei 1 , 2 ,PENGYajun 3 ,YANGYu 1 , 2 ,XUHai 1 , 2 ,LUOSainan 1 , 2 ,BUFanwen 1 , 2 ( 1.HunanHortisulturalResearshInstitute , HunanAsademyofAgrisulturalSsienses , Changsha 410125 , China ; 2.SsientifisObservationandExperimentStationofFruitTreesinCentralChina , Ministryof Agrisulture , Changsha 410125 , China ; 3.InstituteofPlantProtestion , HunanAsademyof AgrisulturalSsienses , Changsha 410125 , China ) Abstract Theaimofthisstudyistosolvethedifficultiesoffungaldiseasesinpostharveststorageandtransitofki- wifruit.Thepathogenofkiwipenicilliosiswasisolatedfromthediseasedkiwifruitcollectedfrommainproduction areasofHunanandShaanxiprovincesandwasnamedQ-1.BasedonrDNA-ITSsequenceanalysis , BLASTnalign- mentandtraditionalmorphologicalidentification , thepathogenwasidentifiedasPensilliumoxalisum.TheChi- neseherbextractswiththebestinhibitingeffectstoPensilliumoxalisum werescreenedbydrug-containingPDA plates , andtheireffectsoncontrollingdiseaseofkiwifruitinoculatedwithP.oxalisum werealsoinvestigated. Theresultsshowedthatethanolextractsofrhizomaligusticumwallichii , cinnamonandgalangalallhadgoodin- hibitingeffectsonP. oxalisum , withtheinhibitionratioof92. 79% , 77. 67% , and78. 49%onmycelialgrowth , respectively , amongwhichextractofrhizomaligusticiwallichiihadthebestantifungalactivity.Duringkiwifruit storage , Chineseherbextractstreatmentsignificantlydecreasedthelesiondiameterofkiwifruitinoculatedwith P. oxalisum. Keywords kiwifruit ;Penisillium ;identification ;Chineseherbextract猕猴桃是一种深受消费者喜爱的水果 ,营养极 为丰富 。维生素 C 含量高 ,同时还含大量的糖 、蛋白 质 、 氨基酸等多种有机物和人体必需的多种矿物质 。 猕猴桃果实青霉病是我国猕猴桃贮藏期的主要病 害 ,在湖南 、陕西等猕猴桃主产区发生比较普遍 ,症 状为在果面受损伤处呈现青绿色霉层 ,易于识别 。 44 卷第 3 期 程小梅等 猕猴桃青霉病病原菌鉴定及中草药提取物对其抑菌效果 病原为多种青霉 ,主要由伤口侵入 ,引起腐烂 。青霉 不仅引起猕猴桃腐烂 ,还危害柑橘 、苹果 、梨 、哈密瓜 等的叶片和果实 ,引起各种贮藏病害 [ 1 2 ] 。常用于水 果贮藏保鲜的抗真菌作用较强的中草药成分主要有 丁香 、木香 、大黄 、荆芥 、肉桂 、茵陈蒿 、川芎 、肉豆蔻 、 黄连 、黄芩 、紫草和黄柏等 [ 3 7 ] 。本研究从湖南 、陕西 两大猕猴桃主产区采集了青霉危害的样本 ,对该病 菌的致病力 、形态学 、分子生物学特性进行比较分 析 ,同时筛选出对分离菌株有较强抑菌作用的中草 药提取物 ,以期为猕猴桃贮藏期真菌病害的防治提 供理论依据 。 1 材 料 与 方 法 1. 1 试 验 材 料 猕猴桃青霉病病果采自湖南永顺 、凤凰 ,陕西眉 县 、 周至 4 个猕猴桃主产区的 5 个果园 ,每个果园分 别采集样品 6 份 ,共计 30 份 。 马铃薯葡萄糖琼脂培养基 ( PDA ) 马铃薯 200g 、 葡萄糖 20g 、琼脂 20g 、蒸馏水 1L 。 试剂及仪器 PCR 扩增仪为 TaKaRaBioInc. 生 产的 TaKaRaThermalCyclerDiceTP600 ; 核酸电泳仪 为 ADVANCE-BIOCo. , Ltd 生产的 Mupid ; 蛋白质电 泳仪为上海天能生产的 EPS300 ;电泳成像装置采用 PharmaciaBiotechImageMaster ® VDS ; DNA 测序仪 为 Applied Biosystem 生产的 ABI PRISM TM 3730XLDNASequencer ;循环测序试剂盒采用 Big- Dye ® TerminatorV3.1CycleSequencingKit ;川 芎 、肉桂 、高良姜原料均购于安徽蜀中医药有限 公司 。 1. 2 方 法 1. 2. 1 病 原 菌 的 分 离 纯 化 、 致 病 性 测 定 及 柯 赫 氏 法 则 验 证将发病的果实表皮用清水清洗干净 ,切取 5mm 5mm 的病组织数块 ,用 75 的乙醇消毒 10s ,随 后放入 0. 1 升汞消毒 5min ,取出后用无菌水冲洗 3 次 ,将病组织放入马铃薯葡萄糖琼脂 ( PDA )平板 中 ,在 28℃ 黑暗培养 ,分离纯化得到供试菌株 。将 分离纯化的菌株在 PDA 平板上 28℃ 培养 3 ~5d 后 用打孔器打取直径 4mm 的菌丝块 。每个处理选取 健康的猕猴桃果实 10 个 ,用接种针在果实腰部将果 实刺伤后将菌饼有菌丝的一面紧贴于果实伤口处 , 菌丝块表面覆盖湿棉球 ,放入瓷盘中密封保湿 ,逐日 观察各处理的发病情况 。以接种不含菌 PDA 为对 照 。从接种后发病的果实上再次分离 、纯化和培养 病原菌 ,并与原菌株进行比较 。 1. 2. 2 病 原 菌 的 形 态 学 观 察 将菌株接种到 PDA 平板上于培养箱中 28℃ 避光 培养 2d , 在显微镜下观察病原菌的分生孢子形态 。 1. 2. 3 病 原 菌 的 分 子 生 物 学 鉴 定 从 PDA 平板上用牙签挑取少量菌体于 50 μ L 裂解缓冲液 ( TaKaRaLysisBuffericroorgan- ismtoDirectPCR , CodeNo.9164 )中 ,在 80℃ 下 , 变性 15min ,变性后离心取上清作为模板 。使用 TaKaRaFungi IdentificationPCRKit ( CodeNo. RR178 )扩增目的片段 。 PCR 反应体系为 50 μ L ,其 中 , DNA 模板 ( 变性反应液 ) 1 μ L , PCRPremix25 μ L , ITSForwardprimer ( 20 pmol / μ L ) 0.5 μ L , ITS Reverseprimer ( 20pmol / μ L ) 0. 5 μ L , ddH2O23 μ L 。 扩增程序为 94℃5min ; 94℃30s , 55℃30s , 72℃ 1min , 30 个循环 ; 72℃5min ;扩增完毕 ,取 10 μ L 扩增产物用 1.2 琼脂糖凝胶进行电泳检测 [ 8 ] 。 PCR 产物送宝生物工程 (大连 )有限公司测序 。将 所得的序列提交到 GenBank 核酸序列数据库中 ,获 得登录号 。同时将序列作同源相似性差异分析 ,确 定该菌株的分类地位 ,用 NJ 法 ( neighbor-joining )构建系统进化树 。 1. 2. 4 中 草 药 提 取 物 对 青 霉 的 抑 菌 作 用 精选川芎 、高良姜 、肉桂原料切碎后 ,取肉桂粗 粉各 10g 。分别以乙醇为溶剂 ,索氏法提取 3.2h , 提取液过滤 ,减压回收乙醇至无醇味 ,热水分散后 放冷 ,石油醚 ( 60 ~90℃ )脱脂 3 次 ,水液浓缩 , 80℃ 干燥成干浸膏 ,粉碎成细粉供试 [ 9 ] 。分别配制 肉桂 、高良姜 、川芎提取液母液 330mg / mL 备用 。 取配制好的中草药提取液母液与 PDA 培养基混合 均匀制成浓度为 8.25mg / mL 的带药培养基 ,将其 倒入 9cm 培养皿中 ,以相同量的无菌水代替中草药 母液作为对照 [ 10 ] 。提取物对青霉的抑菌效果采用 改良的菌丝生长速率法 [ 11 13 ] ,即在含药培养基中央 用直径为 4mm 的打孔器打孔 ,注入 50 μ L1.0 10 6 个 / mL 的青霉孢子悬浮液 ,培养箱 28℃ 培养 72h 后观察试验结果 。采用十字交叉法测量各菌落直 · 7 8 1 · 2018 径 ,计算各处理菌落直径的平均值和菌丝生长相对 抑菌率 。 抑菌率 ck-c ck 100 ; 公式中 ck 为对照组菌落的净生长量 , c 为中草 药处理组菌落的净生长量 。 1. 2. 5 中 草 药 提 取 物 对 猕 猴 桃 果 实 损 伤 接 种 青 霉 的 抑 菌 效 果选取外观整齐 、 无病虫害和机械损伤的猕猴桃用 75 乙醇消毒 , 晾干备用 。用接种针在果实表面穿刺 接种 , 对照组只接种 Q-1 病原菌 ,处理组先接种孢子 浓度为 10 6 ~10 7 个 / mL 的青霉孢子悬浮液 50 μ L ,稍 晾干后接种中草药提取物处理液 ,同时设有空白对 照 。伤口晾干后将果实放在包装盒中 ,外套塑料袋保 湿 , 于 26℃ 贮藏 。每隔 2d 观察发病率和病斑直径 。持 续观察 7d 。每个处理设 3 次重复 , 每重复 8 个果实 , 果 实损伤接种后病斑直径测量采用十字交叉法 [ 14 ] 。 2 结 果 与 分 析 2. 1 猕 猴 桃 青 霉 病 病 原 菌 的 筛 选 分 离 及 致 病 性 测 定 从 30 份样品中共分离到 6 株具有较强致病性 的青霉 ,健康猕猴桃接种这 6 株青霉后 ,其发病症状 与自然发病症状一致 ,所有对照均无发病症状 。对 接种后发病的组织进行再次分离均能得到与原来接 种的菌落特征相同的分离物 [ 15 ] 。后续试验取菌株 Q-1 进行 。 图 1 Q-1 菌 株 对 猕 猴 桃 的 致 病 性 Fig. 1 PathogenicityaSSayofQ-1tokiwifruit 2. 2 猕 猴 桃 果 实 上 分 离 青 霉 的 形 态 学 特 征 如图 2a 所示 ,菌株 Q-1 在 PDA 培养基上的 菌落为暗青色 ,粉粒状 ,生长速度较快 ,边缘呈白 色 。从背面观察培养基 ,发现培养基由浅黄色慢 慢变为黄褐色 ,并随着培养时间的延长而逐渐加 深 。分生孢子呈念珠状串生 ,单孢无色 ,近球形 (图 2b ) 。 图 2 猕 猴 桃 果 实 上 分 离 的 青 霉 Q-1 的 形 态 特 征 Fig. 2 MorphologyofPenicilliumSp.StrainQ-1fromkiwifruit 2. 3 猕 猴 桃 果 实 上 分 离 青 霉 的 分 子 生 物 学 鉴 定 将菌株 Q-1 的 ITS 基因序列提交至 GenBank , 获得登录号 MF669724 。病原菌的琼脂糖凝胶电 泳结果见图 3 。菌株 Q-1 和菌株 L-1 为作者从猕 猴桃感病果实中分离出的具有代表性的菌株 。将 所得序列作同源相似性分析 ,确定了该菌株的分类 地位 ,构建了系统进化树 ,结果 (图 4 )表明 ,菌株 Q-1 与登录号 KP735935.1 和登录号 KX674635.1 的同 源性最高 ,综合比较病原菌的形态学特征结合序列 比对结果可以得出 ,菌株 Q-1 为草酸青霉 Penicilli- umoxalicum [ 16 ] 。 图 3 病 原 菌 的 PCR 产 物 电 泳 结 果 Fig. 3 ElectrophoreticreSultSofPCRproductSof ITSgeneinthepathogen · 8 8 1 · 44 卷第 3 期 程小梅等 猕猴桃青霉病病原菌鉴定及中草药提取物对其抑菌效果 图 4 Q-1 菌 株 的 系 统 发 育 树 Fig. 4 PhylogenictreeofQ-1Strain 2. 4 几 种 中 草 药 提 取 物 对 青 霉 的 抑 菌 情 况 表 1 结果可以看出肉桂 、高良姜和川芎提取物 均对 Q-1 的抑菌效果良好 ,尤其是川芎提取物对 Q- 1 的抑菌率最高 ,达到了 92. 79 。 表 1 几 种 中 草 药 提 取 物 对 Q-1 的 抑 菌 作 用 1 ) Table1 InhibitioneffectofSeveralChineSeherb extractSonmycelialgrowthofQ-1 中草药提取物 Chineseherbalmedicine 菌落直径 / cm Colonydiameter 抑菌率 / Inhibitoryrate 肉桂提取物 Cinnamonextract ( 1. 92±0. 06 ) bB ( 77. 67±0. 73 ) bB 高良姜提取物 Galangalextract ( 1. 85±0. 04 ) bB ( 78. 49±0. 47 ) bB 川芎提取物 Rhizomaligusticiwallichiiextract ( 0. 62±0.10 ) cC ( 92. 79±1. 20 ) aA CK ( 8. 60±0 ) aA -1 )同一列数据后标示的大写和小写字母分别表示 0. 01 和 0. 05 差 异显著水平 。下同 。 Differentcapitalandlowercaselettersinthesamecolumnindi- catedthesignificantdifferenceat1and5levels , respec- tively. Thesamebelow. 2. 5 中 草 药 提 取 物 对 猕 猴 桃 果 实 采 后 刺 伤 接 种 Q-1 的 病 斑 直 径 的 影 响猕猴桃果实接种 Q-1 菌株 4d 后 ,病斑直径不 断增加 ,但中草药提取物处理显著抑制了果实病斑 的扩大 (图 5 ) 。综合比较川芎 、高良姜 、肉桂三种提 取物的处理结果 ,川芎提取物的抑制效果最突出 ,高 良姜提取物其次 ,最后为肉桂提取物 。 图 5 中 草 药 提 取 物 对 果 实 采 后 接 种 Q-1 的 病 斑 直 径 的 影 响 Fig. 5 EffectSofChineSeherbalmedicineextractSonleSion diameteronkiwifruitSinoculatedbyQ-1 3 结 论 与 讨 论 中草药提取物具有良好的杀菌作用 ,对人体和 环境无危害 ,增加了水果食用的安全性 ,用于水果保 鲜有很好的效果 。将中草药提取物应用到食品防腐 的最大优点就是腐烂率低 ,很少甚至不影响食品的 原有风味 。同化学合成的防腐剂相比 ,中草药提取 物不仅无毒 ,对人体健康也有裨益 。再者 ,中草药简 单易得 、取材容易 、经济实惠 ,中草药提取物替代化 学合成保鲜剂用于水果贮藏保鲜有着广阔的发展前 景 。本研究对猕猴桃青霉病病原菌进行了筛选 、鉴 定 ,应用 rDNA-ITS 分子标记分析 、 BLASTn 比对 , 结合传统真菌形态学鉴定 ,确定致病菌 Q-1 为草酸 青霉 Pencilliumoxalicum 。作者从众多中草药提 取物中筛选出川芎 、高良姜 、肉桂三种中草药提取物 对猕猴桃青霉病病原菌抑菌效果较好 ,将三种抑菌 效果较好的中草药提取物用于猕猴桃果实采后刺伤 接种青霉的防腐 ,发现对病斑直径的扩大仍有较好 的抑制作用 。在后续的试验中作者会进一步验证在 本试验中发挥抑菌作用的几种中草药提取物的主要 抑菌成分 ,力争将本试验结果可以直接应用于生产 实践 、解决猕猴桃贮运难题 。 参 考 文 献 [ 1 ]闵晓芳 ,邓伯勋 ,陈丽锋 ,等 . 柑橘采后致病青霉的鉴定 [ J ] . 果 树学报 , 2007 , 24 ( 5 ) 653 656. 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(下转 202 页 ) · 9 8 1 · 2018 综合以上试验研究结果 ,从防治效果 、增产效果 及投入成本等多因素考虑 ,建议从发病初期开始施 药 ,使用 300g / L 苯甲 ·丙环唑 EC3000 倍液配施 0. 136 赤 ·吲乙 ·芸苔 8000 倍液 1 次 ,随后连续 喷施 300g / L 苯甲 ·丙环唑 EC3000 倍 2 次 ,间隔 约 10d ,可在减少农药使用量的同时 ,有效防治花生 网斑病并能提高花生荚果产量 。此外 ,在不同时期 进行杀菌剂交替使用 ,以延缓抗药性的产生 ,降低防 治成本 ,达到有效控制病害的目的 。 参 考 文 献 [ 1 ]徐秀娟 ,崔凤高 . 中国花生网斑病研究 [ J ] . 植物保护学报 , 1995 , 22 ( 1 ) 70 74. [ 2 ]KOKALIS-BURELLEN , PORTERDM , RODRIGUEZ-KA- BANAR , etal.Compendiumofpeanutdisease [ M ] .USA AmericanPhytopathologicalSociety , 1997 39 40. [ 3 ]SUBRAHMANYAMP , SMITHDH.Effectofhostgenotype onincubationperiod , receptivity , lesiondiameter , andleafare- adamageofDidymellaarachidicola onpeanut [ J ] .Peanut Science , 1987 , 14 ( 2 ) 90 94. [ 4 ]全鑫 ,宋玉立 ,何文兰 ,等 . 花生网斑病国内外研究进展 [ J ] . 河 南农业科学 , 2008 ( 7 ) 13 16. [ 5 ]傅俊范 ,王大洲 ,周如军 ,等 . 辽宁花生网斑病发生危害及流行 动态研究 [ J ] . 中国油料作物学报 , 2013 , 35 ( 1 ) 80 83. [ 6 ]傅俊范 ,崔建潮 ,周如军 ,等 . 辽宁花生主栽品种 (系 )对褐斑病 和网斑病抗性鉴定 [ J ] . 植物保护 , 2015 , 41 ( 1 ) 171 173. 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