杉木叶枯病病原菌的分离与鉴定文献综述

 2022-03-22 20:58:14

文献综述

杉木简介

杉木分布

杉木(Cunninghamia lanceolata),别名沙木、沙树,属松杉目(Pinales),杉科(Taxodiaceae)的一种常绿乔木。分布于河南、江苏、安徽、浙江、福建、江西、重庆、广东、云南、广西等地[1],较喜光,喜温暖湿润、多雾静风的气候环境,不耐严寒及湿热,怕风,怕旱。具有生长快速、材质好、产量高、用途广等特点,是我国重要的用材树种之一[2],也是南方最常见的速生树种。我国目前共拥有754.1万hm2杉木林,蓄积量达到了2.64亿m3,其中包括449.8万hm2人工林面积,蓄积达到1.5亿m3,人工林面积占全国人工林总面积的24%,人工林蓄积总量达到全国总人工林蓄积的28%[3]

杉木的价值与应用

杉木不仅生长速度快、木材质量好,而且能在经济和药用方面带来的巨大经济效益:其树干通直、纹理清晰,耐腐蚀性好,被广泛用于建筑、桥梁、造船、家具等领域[4];杉木根或根皮、树皮、心材及树枝、树干结节等都可入药,对治疗风湿关节痛、止血化瘀、胃痛、白癜风等有很高的药用价值[5]

杉木叶枯病的研究概况

杉木叶枯病的危害及症状

杉木叶枯病在我国很多省杉木栽培区都有发生,海拔300m以上的山区是杉木叶枯病的多发地带,丘陵地带也有发病。杉木叶枯病病原菌危害针叶和嫩梢,引起针叶或枝梢枯死。在当年生新叶上,一开始出现针头大小的淡褐色斑点。周围伴有淡黄色晕圈,叶背面的晕圈不明显。此后病斑不断扩大,呈现不规则的暗褐色,周围有半透明的环带,外围有时会出现淡红褐色或淡黄色水渍状的变色区。病斑进一步扩展,成段叶变成褐色,长2~6mm,两端有淡黄色晕带,最后针叶病斑以上部分枯死或全叶枯死。老叶上病斑同新叶上相似,但是色泽较深,中部为暗褐色,外围为红褐色,后期病斑长3~10mm,中部变为灰褐色,嫩梢上病斑开始同嫩叶上相似,后扩展为梭形,晕圈不明显。严重时多数病斑汇合,嫩梢变弱逐渐枯死。10年生以下的幼树受害较重。在病害发生严重的地区,杉木林冠如火烧,林木最后遭受到毁灭性的灾害。

杉木叶枯病病原菌概况

杉木叶枯病在江西、湖南、福建、浙江、四川、广东、安徽、江苏等省份均有发生,有些林场成片发生,严重的地方造成杉木林一片枯黄,十年生以下的幼树发病较重。杉木叶枯病首先发生在江西北部地区,由南京林产工业学院等(1977)单位经过对病原菌的分离和接种试验,认为病原菌是丁香假单胞杆菌杉木致病变种(Pseudomonas syringae pv. cunninghamiae[6],并将其暂定名为杉木假单胞杆菌(Pseudomonas cunninghamiae sp. nov.)。菌体为短杆状,1.4~2.5mu;m,0.7~0.9mu;m,单生,两端生有鞭毛5~7根。未产生荚膜和芽孢。革兰氏染色呈阴性,好气。在培养基上菌落呈现乳白色,圆形且平展,表面光滑富有光泽,边缘平整没有荧光。湟山斌等[7]用细菌划线法和组织分离方法进行了病原的分离,从而也认为是假单胞杆菌属的一个种(Pseudomonas sp.)。1975年起,江苏省林业科学研究所森林保护研究室协同高淳县大荆山林场,建立了以营林措施防治衫木叶枯病的样板林830亩。为了确定杉木叶枯病的病原菌,在1976年混合分离培养的基础上,于1977年四月开始,又进行了单株分离培养。通过分离培养,基本上可以得到细菌(学名待定)、炭疽病(Colletotrichum sp.)、镰刀菌(Fusarium sp.)、多毛孢菌(Pestalozzia sp.)、交链孢菌(Alternaria sp.)等菌落。其中以细菌、炭疽菌显菌率最高。

杉木叶枯病的发病规律

病原菌主要在活枝叶斑病中越冬,当3月下旬温湿度适宜时,病菌开始从病斑处溢出,通过风和雨水传播。多从伤口侵入组织,自然孔口也可侵入,潜育期为5~10d。遇到适宜的温湿度时便会很快扩散侵染。叶枯病一般在4月下旬发病,6月上旬达到最高峰,7月后基本停止,9月中旬病害继续发展,但是没有春季严重,之后随着气温的降低病菌进入越冬阶段[8,9]。在自然条件下,针叶会相互刺伤。在林分边缘、道路旁,尤其是春夏季,在迎风面或风口处的林分更容易造成伤口,从而增加病原侵染的机会[10]

杉木叶枯病的防治措施

选育优良品种,建立母树林、种子园,选用抗病品种进行育苗、造林[11];杉木栽培区大多数都是人工纯林,因此林分结构单一且不稳定,为病原的传播提供了有利的条件[12],所以要营造混交林。总之,该病目前还没有直接有效的防治方法,所以要强调“预防第一,综合防治”的策略。

镰刀菌属的研究进展

镰刀菌属形态学研究分类进展

镰刀菌(Fusarium sp.),属于菌物界真菌门子囊菌亚门肉座菌科(Hypocreaceae)的赤霉属(Gibberella)、丛赤壳属(Nectria)、丽赤壳属(Calonectria)、和小赤壳属(Micronectriella)的有性型真菌。镰刀菌因其无性繁殖产生的大型分生孢子外形似镰刀而得名[13],属于寄生型真菌之一。镰刀菌通过侵染植物的维管束系统使其出现枯萎和腐烂等症状,如果危害严重还会导致植株死亡。镰刀菌产生的毒素不仅作用于植物,还会作用于动物和人体。1809 年,Link 首次以镰刀菌命名着生在子座上并且有弯月形的真菌[14],以粉红镰刀菌为模式种建立了镰刀菌属[15]。1935年,德国的Wollenweber amp; Reinking[16]出版了第一本镰刀菌专著(DieFusarium),提出了镰刀菌的第一个较完整的分类系统,成为镰刀菌属分类研究的基础。目前,国际上陆续出现了多种分类系统,各分类系统对镰刀菌的分类依据和数目不一致,使用较为广泛的为Gerlaeh系统和Nelson系统。俞大绂[17]将镰刀菌分为44个种和35个变种,并于1955年发表了《中国镰刀菌属(Fusarium)菌种的初步名录》,为我国镰刀菌后续分类研究奠定了一定的基础。虽然镰刀菌是真菌中最难鉴定的,但是人们采用形态学或基于形态学的改进方法鉴定了大量的镰刀菌。沈瑞清等[18]研究了宁夏镰刀菌属种类、分布,鉴定出9种镰刀菌,包括燕麦镰刀菌(F. avenaceum)、同色镰刀菌(F. concolor)、黄色镰刀菌(F. culmorum)、禾谷镰刀菌(F. graminearum)、串珠镰刀菌(F. moniliforme)、雪腐镰刀菌(F. nivale)、尖孢镰刀菌(F. oxysporum)、茄类镰刀菌(F. solani)以及1种未定名镰刀菌属。洪坚平等[19]从山西省13个主要土壤类型的1012个土样中分离出333株镰刀菌,依据布斯镰刀菌属分类系统,鉴定了一株柔毛镰刀菌(F. flocciferum),为中国新记录种。

分子生物学在镰刀菌属真菌鉴定中的应用

但是,由于镰刀菌某些性状不稳定,只凭借形态学鉴定难以准确地反映其系统发育关系。因此,需要结合分子生物学技术对镰刀菌进行更加准确、系统地鉴定。1989年Guadet等[20]首次应用分子生物学方法鉴定了镰刀菌,建立了镰刀菌的“有性型-无性型”的联系。为了准确地鉴定镰刀菌,需要形态学与分子生物学两者相互印证,使鉴定方法更加准确、完善。Ayob等[21]从野生长春花中分离到丝状真菌,首先通过扫描电镜观察了孢子和菌丝亚显微结构,然后进行了ITS的DNA检测,发现了纤维素酶呈阳性腐皮镰刀菌。Abe等[22]使用DNA条码技术研究具腐烂症状玉米种子颗粒中的微生物,发现轮枝镰刀菌(F. verticillium)是优势菌种。随着DNA测序技术的发展,镰刀菌鉴定的准确性将会进一步提升。

研究目的及意义

杉木是我国南方重要的速生用材树种之一,其生长速度快、木材质量好,且在经济和要用方面带来了巨大的经济效益。但在我国杉木栽培区叶枯病多发,尤其是海拔300m以上是多发地带。杉木叶枯病菌从叶部侵染杉木,造成植物枯死,对杉木生产繁殖造成了巨大的经济损失。因此有必要对该病原菌进行深入地研究,明确病原菌种类、形态特征及其生物学特性。本文通过对杉木叶枯病病原菌的分离与纯化,判定病原菌的致病性并进一步鉴定出病原菌的形态特征及生物学特性,从而确定其为何种病原菌,为今后杉木叶枯病发生条件及有效防治策略的制定提供相对科学的依据。参考文献

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