山东省水稻恶苗病病原菌形态学的鉴定与研究

张洪瑞　袁守江　李广贤　徐建第　李景岭　周学标　朱其松

摘要：本研究对山东省水稻恶苗病病原菌藤黑镰孢菌（Fusarium fujikuroi）、禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）、接骨木镰孢菌（Fusarium sambucinum）、木贼镰孢菌（Fusarium equiseti）、砖红镰孢菌（Fusarium lateritium）共5个镰孢菌种进行形态学鉴定与分析，为进一步研究山东省水稻恶苗病病原菌对常用药剂的抗性及抗病水稻种质资源筛选提供理论基础。

关键词：山东省;水稻;恶苗病;形态学;鉴定

中图分类号：S435.111.3+11 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2019）10-0117-08

Morphological Identification and Research on Pathogens of

Rice Bakanae Disease in Shandong Province

Zhang Hongrui， Yuan Shoujiang， Li Guangxian， Xu Jiandi， Li Jingling， Zhou Xuebiao， Zhu Qisong

（Shandong Rice Research Institute， Jinan 250100， China）

Abstract In this paper， five Fusarium species， Fusarium fujikuroi， Fusarium graminearum， Fusarium sambucinum， Fusarium equiset and Fusarium lateritium were identified and studied in morphology. It could provide a theoretical basis for further research on resistance of pathogens to common bactericide and screening of resistant rice germplasm resources of rice bakanae disease in Shandong Province.

Keywords Shangdong Province; Rice; Bakanae disease; Morphology; Identification

水稻惡苗病（Fusarium moniliforme Sheld）是常见的水稻种传真菌性病害，由无性态的串珠镰孢菌、有性态的藤仑赤霉菌侵染引起，从苗期至抽穗期均可发生[1，2]，主要靠带菌种子传播[3-5]。该病害发病率高，对水稻稳产、高产威胁大[6-8]，一般减产10%～20%，严重的可减产50%以上[9，10]。近年，随着秸秆还田及大面积机插秧的推广（集中育秧），如若水稻种子处理不好，恶苗病可能会大面积发生，给水稻安全生产带来潜在威胁。

水稻恶苗病主要由串珠镰孢菌引起，但一些研究者发现其他镰孢菌也能致病[6，7]，且不同地区病菌种类及其比例有所差异。张洪瑞等[11]从70个单孢菌株中共分离出5种恶苗病菌，其中藤黑镰孢菌和禾谷镰孢菌是山东省水稻恶苗病优势菌，分别占50.0%和37.1%，其他三种菌分别是接骨木镰孢菌、木贼镰孢菌和砖红镰孢菌，占比分别为7.1%、4.3%和1.4%。王拱辰等[6]研究表明，浙江省水稻恶苗病的主要致病菌为串珠镰孢菌，占总标本数的60.2%。在陕西汉中地区，以串珠镰孢菌为主[12]。湖北省88.6%的恶苗病菌为串珠镰孢菌浙江变种[7]。江苏省恶苗病以藤黑镰孢菌为优势菌（60.8%）[13]。

本研究旨在通过对山东省5种恶苗病菌进行形态学鉴定与研究，为进一步研究山东省水稻恶苗病菌对当前市场上常用水稻种子处理剂的抗性以及抗病水稻种质资源筛选提供理论基础，以便更好地指导该病害的防治。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌株 山东省水稻恶苗病70个单孢菌株，分属于藤黑镰孢菌（Fusarium fujikuroi）、禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）、接骨木镰孢菌（Fusarium sambucinum）、木贼镰孢菌（Fusarium equiseti）、砖红镰孢菌（Fusarium lateritium），所有菌株样品保存在山东省水稻研究所超低温冰箱中（-70℃）。

1.1.2 培养基 PSA培养基：马铃薯200 g，蔗糖20 g，琼脂粉18 g，蒸馏水1 L。

米饭培养基：大米正常煮熟，加入1%葡萄糖，121℃灭菌30 min。

绿豆汤培养液：绿豆50 g沸水煮10 min，用纱布过滤并定容至1 L。

1.2 试验方法

1.2.1 病菌菌落形态及颜色 将活化的菌饼置于PSA平板上，于25℃下培养2周后记录菌落形态及培养基色泽。

将活化的菌饼接种于米饭培养基上，置于25℃培养2周后观察菌丝颜色[14]。

1.2.2 菌丝生长速度 将活化的菌饼置于平板中央，25℃培养4 d后，测量菌落直径。

4 d的菌丝生长量（cm）=测量值-接种菌饼直径

1.2.3 分生孢子产生方式 小型分生孢子：将活化的菌饼置于PSA平板上，25℃下培养9 d。

大型分生孢子：将活化的菌饼置于30 mL 5%的绿豆培养液中，25℃振荡培养9 d。

1.2.4 产孢细胞的形态及分生孢子的着生方式 将活化的菌饼置于PSA平板中央，25℃培养6 d后，用透明胶带轻轻粘少许气生菌丝，并置于载玻片上，或吸取绿豆培养液中孢子及菌丝，在显微镜下观察并记录产孢细胞的形态、小型分生孢子和大型分生孢子的形态、大小及着生方式。

2 结果与分析

2.1 藤黑镰孢菌

2.1.1 培养性状 4 d的菌丝生长量为2.27～4.31 cm。PSA培养基上气生菌丝呈毛絮状，外围菌丝稀疏，白色，有的菌丝中央后期转为紫色;基物表面层前期白色，后期紫色、灰色，有的菌株变为深紫色;大多数菌株培养基不变色，有的培养基变为灰橙色、紫灰色、深紫色（几乎是黑色），见图1A、B。米饭培养基上菌丝呈桃红至黄色（图1C）。

2.1.2 形态特征 大型分生孢子呈镰刀状，产孢量大，相对细长，较直，足胞发育不良，顶孢弯曲（图1D）。有的隔膜容易消解，3～7个分隔，多数3～5个。量度：2～3隔为（8.87～65.47） μm×（1.88～5.23） μm;4～5隔为（40.51～88.40） μm×（2.82～5.91） μm;6～7隔为（48.04～86.05） μm×（3.52～6.30） μm。

小型分生孢子较多，卵圆形、长椭圆形或梨形，基部扁平（图1E），链珠状或假头状着生（图1F、G），0～1个分隔。量度：（4.54～38.96） μm×（1.12～5.51） μm。

厚垣孢子无。但是有些菌丝膨大呈球形，表面上看起来像厚垣孢子（图1H）。

2.2 禾谷镰孢菌

2.2.1 培养性状 4 d菌丝生长量为5.61～7.12 cm。PSA培养基上气生菌丝呈棉絮状，白色至深红色、紫红色，中间有浅驼色（暗红橙）至深咖啡色的菌丝团;基物表面层呈红色至深紫红色;培养基不变色（图2A、B）。米饭培养基上菌丝呈黄色至棕色，有的前期呈红色（图2C）。

2.2.2 形态特征 小型分生孢子很少，椭圆形，0～1个分隔。量度：（9.37～28.62） μm×（2.08～5.06）μm（图2D）。

大型分生孢子呈镰刀形，产孢量大，细长，中等弯曲程度，腹面平直，背面平滑拱形，顶孢较尖，足胞明显（图2E）。分隔清晰，不同菌株间分隔数量差异大，多3～5个，极少数7～9个。量度：2～3隔，（20.38～54.17） μm×（2.95～6.70） μm;4～5隔，（34.96～75.95） μm×（3.74～7.26） μm;6～7隔，（42.46～101.21） μm×（3.94～9.31） μm;8～9隔，（58.31～98.33） μm×（4.96～7.86） μm。

厚垣孢子球形（图2F、G）。大孢子中间细胞膨大或菌丝间串生（图2H）。

2.3 接骨木镰孢菌

2.3.1 培养性状 4 d菌丝生长量为2.20～2.72 cm。PSA培养基上气生菌丝绒状，白色至玫瑰红，后枣红色至血红色，有粘孢团;基物表面枣红色，培养基不变色（图3A、B）。米饭培养基上菌丝呈米色至浅驼色（图3C）。

2.3.2 形态特征 小型分生孢子0～1个分隔。量度：（10.24～23.94） μm×（2.24～4.27） μm。有的菌株没有小孢子。

大型分生孢子呈鐮刀形，较短粗，背弓形，顶孢尖而弯，足跟明显（图3D）。分隔清晰，2～6个分隔，多数3个。量度：2～3隔，（18.95～31.08） μm×（2.89～5.50） μm;4～5隔，（46.66～49.35） μm×（3.97～6.07） μm。

厚垣孢子球形，菌丝上顶生或菌丝间串生（图3E、F）。

2.4 木贼镰孢菌

2.4.1 培养性状 4 d菌丝生长量为6.01～6.13 cm。PSA培养基上气生菌丝绒状，白色，后期可长橘橙色分生孢子座;基物表面层呈橘黄色至淡褐色;培养基不变色（图4A、B）。米饭培养基上菌丝呈米色至咖啡色（图4C）。

2.4.2 形态特征 小型分生孢子0～1个分隔。量度：（8.59～21.64） μm×（2.66～4.94） μm。

大型分生孢子镰刀状，曲率大，中部细胞显著膨大，背部弯曲，顶孢延长呈锥形、细长或延长呈鞭子状，基孢、足跟明显（图4D）。2～5个分隔，多数5个。量度：2隔，（18.00～24.57） μm×（2.95～5.02） μm;3～4隔，（16.28～40.00） μm×（3.31～6.29） μm;5隔，（30.89～51.59） μm×（3.27～5.17） μm。

厚垣孢子呈球形（图4E、F）。

2.5 砖红镰孢菌

2.5.1 培养性状 4 d菌丝生长量为2.40 cm。PSA培养基上气生菌丝白色至橘橙色，中央变红;基物表面层呈黄色;培养基不变色（图5A、B）。米饭培养基上菌丝呈桃红至深咖啡色（图5C）。

2.5.2 形态特征 小型分生孢子少，长椭圆形，0～1个分隔。量度：（9.24～22.22） μm×（2.95～4.15） μm（图5D）。

大型分生孢子呈镰刀状或直筒状，中部细胞较直，顶孢鸟嘴型，基部足胞不明显（图5E、F）。1～6个分隔，多数3～5个。量度：1～2隔，（14.28～23.81） μm×（2.65～4.17） μm;3～4隔，（21.67～45.97） μm×（3.27～4.51） μm;5～6隔，（46.07～57.48） μm×（4.43～4.88） μm。

厚垣孢子球形，串生或单生（图5G、H）。

3 讨论与结论

根据张洪瑞等[11]的研究，山东省水稻恶苗病的5种病原菌中，藤黑镰孢菌和禾谷镰孢菌为优势菌，接骨木镰孢菌、木贼镰孢菌和砖红镰孢菌也有不同程度的发生。这五种病菌可单独发生，也可混合发生，田间发病情况、发病症状较为复杂多变。

据郑镐燮等[15]的研究表明，恶苗病有生理分化现象。因此，本研究对山东省水稻恶苗病的5个病原菌在生长速度、小型分生孢子、大型分生孢子、厚垣孢子等方面进行了研究，为进一步研究山东省各稻区水稻恶苗病田间发病原因和表现症状、抗恶苗病水稻种质资源筛选提供理论基础，也为山东省水稻恶苗病菌对水稻种子处理剂的抗性及药剂筛选提供依据。

参 考 文 献：

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收稿日期：2019-08-15

基金项目：山东省重点研发计划项目（2017GNC10126）;山东省现代农业产业技术体系水稻产业创新团队建设项目（SDAIT-06-016-01）;山东省农业科学院农业科技创新工程项目（CXGC2018B04，CXGC2018E16）

作者简介：张洪瑞（1979—），女，助理研究员，主要从事水稻遗传育种研究。E-mail：zhangrui521880@sina.com

通讯作者：朱其松（1982—），男，硕士，副研究员，主要从事水稻病虫草害研究。E-mail：jnqszhu@163.com