接种枯萎病菌香蕉苗病症及其组织病理特征

接种枯萎病菌香蕉苗病症及其组织病理特征

杨秀娟1,陈福如13,黄月英2,阮宏椿1,严　琰3,方　琴3

(1.福建省农业科学研究院植物保护研究所,福建福州350013;2.福建省植保植检站,福建福州350001;

3.福建农林大学植物保护学院,福建福州350002)

摘要:用枯萎病菌4号生理小种接种香蕉苗后,观察发现:香蕉苗在发病初期出现了黄叶、球茎组织变褐症状;发病中期出现了叶片萎蔫、球茎组织变褐、假茎可见斑点状或线条状褐色病变、根变黑褐症状;发病后期出现了植株萎蔫、枯死等症状.采用组织病菌分离法,发现病菌从香蕉根部侵入后,由香蕉组织下部向上部传导,并在根、球茎和假茎中稳定定殖.用组织切片法观察发现病菌能使香蕉苗球茎组织产生褐变,引起细胞壁木质素增加及淀粉颗粒减少.

关键词:香蕉;枯萎病菌;病症观察;病理特征

中图分类号:S436.68文献标识码:A文章编号:167125470(2006)0620578204

The sym ptom observa ti on and tissue pa thogen i c character isti cs of banana seedli n gs after i n2 ocul a ti on w ith F usa rium oxyspo rum f.sp.cubense

Y ANG Xiu2juan1,CHE N Fu2ru1,HUANG Yue2ying2,RUAN Hong2chun1,Y AN Yan3,F ANG Q in3

(1.I nstitute of Plant Pr otecti on,Fujian Acade my of Agricultural Sciences,Fujian,Fuzhou350013,China;2.Fujian Stati on of Plant Pr otecti on and Quarantine,Fujian,Fuzhou350001,China;3.College of Plant Pr otecti on,Fujian Agriculture and Forestry U2 niversity,Fujian,Fuzhou350002,China)

Abstract:Banana seedlings inoculated with Fusarium oxysporum f.s p.cubense race4appeared s ome sy mp t om s,such as yell ow leaves,br owning cor m tissue(occured in the earlier peri od),wilting leaves,br owning cor m and pesudoste m tissue,blacking r oots (occured in the m iddle peri od),and wilting,dying p lants(occured in the latter peri od).By using the method of p lant tissue pathogen is olati on,it was f ound that pathogen invading injured r oots could trans m it upwards in banana p lants,and col onized in r oots,cor m s and pesudoste m s tissue of banana.These pathogenic characteristics that could cause cor m tissue t o bring br owning re2 acti on,lignose of cell wall t o increase,and faecula granule t o decrease,were als o observed by using tissue secti oning.

Key words:banana;Fusarium oxysporum f.s p.cubense;sy mp t om observati on;pathogenic characteristic 香蕉枯萎病是香蕉的一个毁灭性病害,主要分布在亚洲、非洲、澳大利亚、菲律宾、南太平洋及热带美洲的香蕉产区[1].其病原菌为古巴尖孢镰刀菌.香蕉枯萎病菌共有4个生理小种[2],在我国广东、广西、云南、海南、福建局部地区有为害粉蕉的1号生理小种和为害香蕉的4号生理小种[3-9].20世纪80年代以来,有关成株期香牙蕉、粉蕉、西贡蕉枯萎病田间发病症状已有较多资料记载.而在国内对人工接种香蕉枯萎病菌4号生理小种后香蕉苗期病症描述及其相关病理特征报道甚少,本文就此方面进行了一些探讨,旨在为香蕉抗枯萎病机制及病菌的致病机制的研究、香蕉枯萎病防治,以及香蕉的抗病育种提供依据.

1　材料与方法

1.1　供试病菌

香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.s p.cubense)4号生理小种,由福建省农业科学研究院植物保护研究所分离自田间罹病的香蕉.病菌在PS A培养基中于28℃黑暗培养7d后,用无菌水配成5×105个・mL-1的孢子悬浮液.

1.2　香蕉苗的病症观察

接种苗为有6-7片叶、株高12-15c m的香蕉组培苗(漳选2号,由漳州市农科所提供).采用盆栽伤

收稿日期:2005-11-03　　修回日期:2006-06-18

基金项目:福建省科技厅重大资助项目(20042NZ0223)1

作者简介:杨秀娟(1972-),女,副研究员.研究方向:植物病害防治.

3通讯作者1

根淋菌法接种,每盆种1株香蕉苗,每盆灌50mL 孢子悬浮液(孢子含量为5×105个・mL -1)于香蕉苗根

部;以伤根清水处理为对照.接菌处理组有60盆,对照有20盆.试验在温室中进行,温度为28-35℃.接菌7d 后开始观察香蕉苗发病情况,对外观出现病症的植株进行球茎和假茎解剖,记载香蕉苗发病后的外部症状和内部症状,并根据香蕉苗不同发病程度进行分级.

1.3　香蕉苗体内病菌的分离

对接菌后不同发病级别的香蕉苗随机各取5株,采用组织分离法分离香蕉苗体内的病菌.对香蕉根、

球茎、假茎、叶进行消毒后,用灭菌解剖刀将各部位组织切成约20个小块,接种于2μg ・mL -1利福平

(R if )的PS A 培养基平板上,28℃黑暗下培养.以伤根清水处理的香蕉苗相应部位为对照.设5个重复.7d 后观察PS A 平板组织块上菌的培养特性、菌落形态和菌丝、孢子的特征,并进行优势菌株的回接试验,结合香蕉苗发病症状,确定从香蕉苗体内各组织回收的优势真菌为香蕉枯萎病菌,再分析香蕉枯萎病菌在香蕉苗体内的分布情况.

1.4　发病香蕉苗球茎组织显微观察

取已发病的香蕉球茎组织,将其切成薄片后(含受害褐色与未受害白色部分),在乳酚油+苯胺蓝(体积分数为0.05%-0.1%)悬浮后,盖上盖玻片于O ly mpus DP70显微镜下观察香蕉球茎分生组织的细胞形态;与健康香蕉球茎(对照)组织切片进行比较,并进行显微拍照.

1.5　发病香蕉苗球茎组织木质素和淀粉含量变化观察

木质化的细胞壁含有较多的木质素.采用间苯三酚反应法[10]对香蕉球茎组织木质素含量变化进行观察,即用间苯三酚溶解在体积分数为18%的盐酸中形成的饱和溶液处理组织切片,显微观察发病的处理组和对照组的细胞壁颜色变化.木质化的细胞壁呈现红色,细胞壁颜色的深浅显示木质化的程度.

采用常规碘液染色测定法[10]观察淀粉含量变化,即组织切片后用碘液染色,显微观察、比较发病的处理组和对照的球茎组织中蓝色或深蓝紫色淀粉颗粒的数量.

2　结果与分析

2.1　接种后香蕉苗病症

人工伤根接病菌7d 后,有的蕉苗开始出现黄叶等症状1随接种时间的延长,香蕉苗发病症状加重,主要表现为叶片由下至上、由外至里出现黄色斑块、萎蔫,最后死亡.纵剖球茎和假茎后发现:球茎组织坏死变褐面积增大;假茎可见斑点状或线条状褐色病变,发病后期,褐色病变可达假茎上部,假茎基部易折断,出现萎缩和腐烂;根由白变褐、变黑;植株生长不良、矮小、萎蔫,最后枯死.而对照未出现任何病症,长势良好.依据香蕉苗发病的不同程度和病情的发展趋势,将香蕉病情分为7级(表1).

表1　香蕉苗枯萎病症状

Table 1　The sy mp t om s on banana vascular wilt in seedling peri od

病情级别发病症状0

叶片无症状,解剖球茎、假茎组织白色,未见变褐,根多白,少数褐变.1

外围下部1-2叶片出现小面积黄色斑块,占叶面积的1/2以下,或球茎组织变褐面积占球茎面积的1/4以下,假茎组织未见变褐,根有的变褐.3

外围叶片出现大面积黄色斑块,占叶面积的1/2以上,叶片出现萎蔫,或球茎组织变褐面积占球茎面积的1/4-1/2,假茎组织未见变褐,根有的变褐.5

叶片黄化萎蔫、死亡,球茎组织变褐面积占球茎面积的1/2左右,假茎组织上部未见变褐,而下部出现浅褐色斑点状或褐色线条状病变,根变黑褐色,植株出现轻度萎蔫.7植株出现萎蔫、枯死,球茎组织1/2以上至全部面积变褐或腐烂,假茎上、下部出现褐色条状病变,基部易折断、萎缩或腐

烂,根黑褐色或出现烂根.

2.2　接种后香蕉苗体内病菌的分布

通过对人工接种病菌的香蕉苗体内分离获得的优势真菌进行分析,可以确定该优势真菌为人工接种的香蕉枯萎病4号生理小种,且该菌在对照中未分离到.从表2可知,该病菌在香蕉苗体内分布情况及其出现频率大小与香蕉苗病情级数密切相关.香蕉病情0-3级:病菌可从根部和球茎部分离到;病情5级:病菌可从球茎部和假茎下部分离到,根由于受细菌感染严重,未分离到该病菌;病情7级:病菌可从球茎部

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975・　第6期杨秀娟等:接种枯萎病菌香蕉苗病症及其组织病理特征

和假茎上、下部分离到,而根和叶由于受细菌感染严重,也未分离到该病菌.病菌出现频率随香蕉苗病情级数增加而增加.接种后的香蕉苗,以球茎部的病菌分离频率最高,说明该病菌从香蕉根部侵入后极易在球茎部定殖,并随香蕉苗病情的加重,在香蕉苗活体内逐步向假茎组织上部侵染、扩展,最终导致香蕉受害.表2　香蕉枯萎病菌在香蕉苗不同部位分布及其出现频率1

)Table 2　D istributing and appearing frequency of pathogen in different parts of banana seedlings after inoculati on 病情级别优势菌出现频率/%

根球茎

假茎下部假茎上部叶或病叶010.71e

17.86e 000112.50e

52.94c 000311.76e 76.47b

0005受细菌感染90.00a

31.25d 007受细菌感染100.00a 47.82c 45.45c 受细菌感染

　1)数据后不同字母表示差异达0.05显著水平;优势菌出现频率为分离到该菌的组织块占分离组织块的百分率.

2.3　发病香蕉苗的球茎组织

显微观察表明,健康的香蕉苗球茎(对照)组织细胞形态、细胞间轮廊清晰.接种后发病的香蕉苗球茎组织细胞形态和轮廊清晰度与其受害程度有关,未受害的细胞形态和轮廊清晰;病健香蕉苗球茎组织细胞交接处较模糊,有少量深色的胶状物填充在细胞内或细胞间;而受害香蕉苗球茎组织的细胞形态不清晰,细胞间轮廓难辨,细胞内或细胞间充满大量深色的胶状物(图

1).

图1　接种后香蕉苗球茎组织和细胞的褐变反应

Fig .1　The br owning reacti on in cor m tissues and cells of banana seedlings inoculated with pathogen

2.4　发病香蕉苗球茎组织木质素和淀粉含量的变化

木质素变化观察试验发现,健康球茎组织的细胞壁无色,病健交接处的球茎组织细胞壁浅红色,而病部球茎组织细胞壁为深红色(图2).表明发病后的香蕉球茎组织细胞壁出现木质化,木质素含量提高,以病部的细胞壁中木质素含量最高.

淀粉含量变化观察发现,健康球茎组织细胞中含有较多深色的小淀粉颗粒,而病部及病部周围的细胞淀粉颗粒少或无(图3).表明香蕉受枯萎病菌侵染发病后,其球茎组织中淀粉含量明显降低.

3　小结与讨论

4号生理小种在自然条件和人工接种条件下均可侵染香蕉[3].本研究利用该菌接种香蕉苗7d 后,香蕉苗开始发病;随观察时间的变化,香蕉苗出现了不同程度的发病症状.通过对发病后香蕉苗部分病理特征进行分析,发现病菌不仅能从香蕉根部侵入,由下而上传导,在根、球茎和假茎中稳定定殖;还能引起香蕉球茎组织的细胞内或细胞间充满褐色胶状物,堵塞维管束,使得细胞壁木质素增加、淀粉含量降低等一

些病理反应,从而导致香蕉发病.许文耀等[11]报道4号生理小种病菌及其粗毒素也可以使香蕉假茎细胞

产生褐变且细胞间充满褐色胶状物.香蕉感染枯萎病菌后,体内的防御酶活性及其它物质成分是否会发生变化,有待进一步研究.

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图2　接种后香蕉苗球茎组织细胞壁的木质化

Fig .2　The lignificati on of cell walls in cor m tissues of banana seedlings inoculated with

pathogen

图3　接种后香蕉球茎组织淀粉含量变化

Fig .3　The content change of faecula granule in cor m tissues of banana seedlings inoculated with pathogen

　　通常寄主接种病菌后会出现一些肉眼可见的症状,其组织也会发生一些病理变化,而这种变化与寄主的抗病性和病菌的致病性相关1

参考文献:

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(责任编辑:叶济蓉)　　

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