马铃薯晚疫病病菌在贵州和云南的交配型分布与卵孢子生物学特性分析

杨芮　方治国　詹家绥等

摘要：贵州省与云南省是我国重要的马铃薯种植区，为了明确马铃薯晚疫病病菌在这2个省份的交配型分布情况和致病疫霉菌卵孢子的生物学特性，采用对峙培养的方法对2010—2012年采集自贵州省和云南省的马铃薯晚疫病病菌菌株进行了交配型测定，并采用MTT染色法和隔膜培养法研究马铃薯晚疫病病菌自育型菌株的卵孢子生物学特性。结果表明：在被测菌株中，自育型为优势菌株，比例高达91%，2个省间并没有显著性差异；贵州省和云南省2个群体的致病疫霉菌卵孢子平均活性率均随培养时间的增加而下降；同时自育型菌株更容易诱导A1交配型产生卵孢子。

关键词：马铃薯晚疫病菌；交配型；自育型；卵孢子

中图分类号： S432.1；S435.32 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）07-0122-03

收稿日期：2014-03-18

基金项目：国家现代农业马铃薯产业技术体系（编号：CARS-10）；福建省教育厅项目（编号：JA12126）。

作者简介：杨芮（1988—），女，河南洛阳人，硕士研究生，主要从事植物病理学方向的研究。E-mail：yangrui8891@163.com。

通信作者：潘贤，女，硕士，助理实验师，主要从事植物病理学方面的研究。E-mail：panxian218@163.com。致病疫霉[Phytophthora infestans （Mont.） de Bary]是马铃薯晚疫病的病原菌，由该菌引起的马铃薯晚疫病是一种全球普遍发生、造成马铃薯严重损失的毁灭性病害[1]，曾在19世纪40年代造成过举世震惊的“爱尔兰饥馑”。目前我国马铃薯种植面积已达世界第一位，马铃薯晚疫病的大面积暴发严重制约了我国的马铃薯产业[2-3]。致病疫霉是一种异宗配合的卵菌，1956年Niederhauser在墨西哥中部首次发现A2交配型以及大量卵孢子[4]。在1984年之前，A2交配型一直被认为仅存在于墨西哥中部，其他地区仅有A1交配型，只通过游动孢子与孢子囊进行无性生殖[5-6]。直到1984年在瑞士首次检测到A2交配型后[7]，在欧洲、美洲、非洲、亚洲包括中国在内的许多国家先后发现了A2交配型。Fry等指出致病疫霉A2交配型菌株的出现和迁移是近些年全球晚疫病再度大规模暴发的直接原因[8]。当致病疫霉群体在同一个地方同时出现A1交配型与A2交配型或者存在自育型时，有性生殖就有可能发生，有性生殖不仅会产生具厚壁抗逆性强的卵孢子作为初侵染源，还提供了遗传重组的机会，导致出现致病力更强的生理小种[9]，从而增加了病害防治的难度。

马铃薯晚疫病病菌交配型的研究一直以来都是研究其群体遗传的主要内容之一，尤其是自育型菌株的发现预示着马铃薯晚疫病病菌的生殖过程出现了新规律，因此卵孢子在晚疫病流行学中的存在机理和作用机制成为目前植物病理学家关注的焦点[10]。本研究旨在明确我国贵州省与云南省马铃薯主产区的交配型分布和自育型菌株卵孢子的生物学特性，推测马铃薯晚疫病病菌的主要生殖方式和有性生殖可能发生的概率，为进行科学规范施药与合理选用抗性品种相结合的防治方针提供理论依据。

1材料与方法

1.1供试菌株

用来进行交配型鉴定的供试菌株采自2010—2012年贵州省和云南省的4个群体共398株，采集地点与时间见表1。

3结论与讨论

本研究对2010—2012年贵州与云南2省马铃薯主产区的马铃薯晚疫病病菌进行交配型测定，结果表明自育型菌株为优势菌株（共431个菌株，自育型比例为91%），近年来也有许多同类研究结果表明自育型菌株在中国马铃薯种植区出现：黄河早在1964年就曾发现过同宗配合菌株[12]；2001年和2007年，赵志坚等在云南分离到自育型菌株[13]；Han等[14]与王英华等[15]分别在2007年与2003年在甘肃省发现自育型菌株；2008年，李本金等在福建连城发现自育型菌株[16]；2008年，杨继峰等在内蒙古发现13株马铃薯晚疫病自育型病菌，占被测菌株的13.8%[17]；2009年，马云芳等在宁夏1个马铃薯种质资源圃中发现了发生频率为18.1%的马铃薯晚疫病自育型菌株[18]；2011年李洪浩等在检测四川省马铃薯晚疫病病菌的交配型时发现自育型的发生频率为18.4%[19]。自育型的出现有可能会影响现有的马铃薯晚疫病防治措施。本试验对马铃薯晚疫病自育型病菌卵孢子的研究主要从自育型产生的卵孢子活性和自育型是否能诱导A1、A2型产生卵孢子2个方面进行。值得一提的是在本次研究中没有观察到染色为蓝色的卵孢子，卵孢子被染为蓝色说明卵孢子已经度过休眠期，正处于萌发状态。这种现象可能的原因为培养时间相对较短，或者是培养时间过长导致卵孢子完全失去活力。2010年Widmer对栎树脂溃疡病疫霉菌卵孢子的活性研究结果表明，卵孢子活性率在培养4～6周时最高，培养时间延长至14周时，菌株的卵孢子活性率降到最低，一般在10%以下[20]，这与本研究中卵孢子活性率随着培养时间的增加而下降这一趋势相吻合。

在本研究中检测到大量自育型马铃薯晚疫病菌株，但自育型菌株诱导A1、A2交配型产生卵孢子的数量相对较少，推测田间条件下有性生殖发生的可能性很低。有性生殖产生的卵孢子是否能在田间条件下萌发，萌发后是否具有侵染力等问题也有待解决。综上所述，应对马铃薯晚疫病病菌群体进行更全面的群体遗传分析来进一步预测疫霉菌有性生殖出现的概率以及对致病疫霉进化机制产生的影响，从而为制定晚疫病防治策略提供科学依据。

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