水稻穗褐变病主要病原菌侵染时期及致病力研究

　　摘要 为了解黑龙江省水稻穗褐变病主要病原菌侵染时期及致病性情况，分别于水稻破口期、扬花期、乳熟初期采用禾谷镰孢Fusarium graminearum、链格孢Alternaria alternata、稻黑孢Nigrospora oryzae、黑附球霉Epicoccum nigrum对水稻穗进行注射和喷雾接种。结果表明，4种病原菌在水稻破口后即可侵染稻穗使谷粒颖壳变褐。注射接种稻穗谷粒褐变重于喷雾接种。4种病原菌的致病力存在明显差异，禾谷镰孢致病力最强，链格孢的致病力弱于禾谷镰孢。

　　关键词 水稻; 穗褐变病; 侵染时期; 致病力

　　水稻是黑龙江省主要粮食作物，种植面积仅次于玉米居第二位。由于水稻的长期种植、气候变化和品种更替，水稻病害的发生情况也随之改变。除了稻瘟病、纹枯病为常发病害外，近年来，水稻穗褐变病也常有发生且日趋严重，已成为黑龙江省水稻生产的新障碍[1]。水稻穗褐变病(也称谷粒变色、褐变穗、黑穗病、穗腐病等)是发生于水稻穗部的病害。病菌侵染水稻穗部谷粒，发病初期稻穗颖壳上出现褐色或铁锈色斑点，而后斑点逐渐变大为不规则的病斑，甚至整粒变为浓褐色或黑褐色。病粒无光泽，发生严重的年份，有的颖壳空瘪，受害谷粒会出现茶色米、黑米，严重影响水稻产量和稻米品质[2]。有的病菌产生毒素，危害人类、畜禽健康[3]。据报道，水稻穗褐变病由多种病原真菌引起，但各地的病原菌有所不同[3-6]。黑龙江省水稻穗褐变病主要由禾谷镰孢Fusarium graminearum、鏈格孢Alternaria alternata、稻黑孢Nigrospora oryzae和黑附球霉Epicoccum nigrum 4种病原真菌引起[7]。这4种主要病原菌的侵染时期、致病力强弱目前尚不明确。本研究通过对水稻穗褐变病4种主要病原菌在水稻破口(穗苞破口见穗)后的不同时期进行接种试验，旨在探明4种病原菌的最佳侵染时期与致病力，为水稻穗褐变病的高效防控提供理论依据。

　　1 材料与方法

　　1.1 供试病原菌与水稻品种

　　供试病原菌：从感染水稻穗褐变病的颖壳上分离的4种主要优势致病真菌，禾谷镰孢、链格孢、稻黑孢、黑附球霉，为本实验室分离保存。

　　供试水稻品种为‘空育131’。

　　供试培养基：PDA，去皮马铃薯200 g、葡萄糖20 g、琼脂17 g、蒸馏水1 000 mL;麦粒培养基，将麦粒用蒸馏水冲洗2次后倒入足量蒸馏水，煮至麦粒露白不开花，过滤，分装到三角瓶中，灭菌[8]。

　　1.2 病菌孢子悬浮液准备

　　将链格孢和稻黑孢接种到PDA培养基上活化培养即可产孢。黑附球霉在PDA培养基上培养，待菌丝长满后，用无菌刀刮去表面菌丝后放置产孢。将禾谷镰孢接种到麦粒培养基上诱导产孢。配制孢子悬浮液，孢子浓度调整为5×105个/mL。

　　1.3 水稻植株培育

　　将供试水稻育苗至秧苗3叶期时移栽到桶里，常规管理，孕穗末期将水稻植株移到室内，破口-乳熟初期接菌备用。

　　1.4 破口后不同时期接种

　　1.4.1 破口期接种

　　7月7日用注射器将4种病原菌的孢子悬浮液从水稻已破口的穗苞处注入，直至孢子悬浮液溢出，用无菌水作对照。每种菌接种4穗，重复3次。

　　1.4.2 扬花期和乳熟初期接种

　　采用注射和喷雾两种方法进行接种。

　　注射接种：用微量进样器取10 μL 4种病原菌菌液注射入颖壳内，每个处理接菌4穗的全部颖壳，重复3次，以接种无菌水的稻穗作为对照，接菌后套袋保湿12 h。

　　喷雾接种：将4种病原菌分别配成5×105个/mL孢子悬浮液，每穗喷8 mL，以喷无菌水作对照，每个处理重复3次，接菌后套袋保湿12 h。

　　1.4.3 接种后谷粒褐变调查

　　破口期接种在稻穗基本抽出后观察发病情况。扬花期和乳熟初期室内接种后7 d调查谷粒颖壳褐变情况，然后将水稻移到室外，14 d后再调查谷粒颖壳褐变情况，成熟后调查结实情况。

　　谷粒褐变类型划分参考侯恩庆等[9]的方法。调查的数据用SPSS软件进行统计分析。

　　2 结果与分析

　　2.1 不同时期接种发病情况

　　在水稻破口期将4种病原菌孢子悬浮液从开口处注入穗苞内，完全抽穗后观察发病情况，结果4种病原菌均可侵染小穗，使颖壳变褐(图1);扬花期、乳熟初期分别用4种菌接种，稻穗同样均可感病，穗变褐，表现出与田间相同的症状(图2，图3)。说明水稻穗褐变在水稻始穗开始，只要有合适的环境条件，病原菌就可以侵染稻穗造成谷粒褐变。

　　2.2 4种病原真菌对扬花期稻穗的致病性

　　2.2.1 4种病原真菌注射接种对扬花期稻穗的致病性

　　扬花期注射接种，4种病菌均能使稻穗变

　　褐，病斑初期浅褐色，后逐渐变为深褐色病斑。但4种病菌对水稻穗的致病力不同(表1)。4种病原菌扬花期接种后无论是7 d还是14 d调查谷粒褐

　　变情况都是禾谷镰孢处理发病最严重，谷粒褐变率分别为93.5%和99.5%，其次为链格孢处理，谷粒褐变率分别为89.9%和95.7%，而接种稻黑孢、黑附球霉处理的籽粒褐变率明显低于禾谷镰孢和链格孢。接种禾谷镰孢无论是7 d还是14 d，全褐型(颖壳全部变褐)的比例均最高，7 d调查禾谷镰孢处理全褐型占44.1%，14 d全褐型占79.3%，显著高于其他3种菌处理;接种链格孢7 d调查，全褐型占195%，14 d全褐型占47.2%，显著高于稻黑孢、黑附球霉处理;稻黑孢和黑附球霉2种菌处理7 d和14 d调查，全褐型所占比例差异不显著，7 d分别占1.7%和5.8%，14 d分别占3.1%和8.3%;禾谷镰孢和链格孢处理的褐点型病斑显著少于稻黑孢和黑附球霉接种处理。禾谷镰孢和链格孢致病性强，病斑扩展明显。

　　水稻成熟后调查结实率，未接菌对照的结实率为99.2%，与接种处理差异显著。禾谷镰孢接种处理结实率最低，为26.5%，显著低于其他3种菌接种处理。

　　综合分析，接种禾谷镰孢的褐变率最高，全褐型所占比例最大，结实率最低，说明禾谷镰孢致病力最强。

　　2.2.2 4种病原真菌喷雾接种对扬花期稻穗的致病性

　　在水稻扬花期喷雾接种，4种病原菌均能使穗变褐。接种禾谷镰孢和链格孢后7、14 d调查，谷粒褐变率均在85%以上，差异不显著(表2)，但接种禾谷镰孢处理7、14 d后，全褐型病斑所占比例分别为12.7%、46.1%，结实率最低，为65.3%，与其他3种菌接种处理差异显著;接种链格孢处理14 d后，谷粒褐变率、半褐型、褐斑型比例高于接种稻黑孢、黑附球霉处理且差异显著。喷雾接种稻黑孢、黑附球霉处理谷粒总体褐变率低，稻黑孢处理14 d后，褐变率为77.7%，显著高于黑附球霉处理(褐变率为486%);未接菌处理7 d和14 d后，褐变率为分别为0%和4.9%。综合比较禾谷镰孢致病力最强，其次是链格孢。

　　2.3 4种病原真菌对水稻乳熟期穗的致病性

　　2.3.1 4种病原真菌注射接种对乳熟期稻穗的致病性

　　4种病原菌在水稻乳熟初期注射接种，稻穗谷粒褐变均低于扬花期注射接种(表3)。注射接种无菌水(对照)的谷粒只表现褐点斑(表3)。禾谷镰孢、链格孢、稻黑孢處理褐变率差异不显著。接种禾谷镰孢处理全褐型病斑所占比例最高，接种7、14 d后分别为52.9%、56.0%，与其他3种菌处理差异显著。链格孢处理7、14 d后，全褐型病斑所占比例分别为32.5%、35.1%，显著高于稻黑孢、黑附球霉。稻黑孢、黑附球霉处理全褐型病斑、半褐型病斑所占比例较低，褐点型病斑较高，显著高于对照、禾谷镰孢、链格孢处理。4种病原菌注射接种处理的结实率显著低于对照，禾谷镰孢、链格孢处理结实率分别为56.5%、59.7%，低于稻黑孢和黑附球霉处理。

　　2.3.2 4种病原真菌喷雾接种对乳熟期稻穗的致病性

　　在水稻乳熟初期喷雾接种后7 d和14 d调查，4种病原菌引起稻穗谷粒褐变率较低，全褐型病斑和半褐型病斑比例均较低，主要表现为褐点型病斑(表4)。4种病菌中，禾谷镰孢、链格孢处理14 d后谷粒褐变率分别79.6%、71.2%，高于稻黑孢、黑附球霉处理;各处理结实率均在90%以上，差异不显著。

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文章名称： 水稻穗褐变病主要病原菌侵染时期及致病力研究

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