CN106434521A - 一种诱导禾谷镰刀菌大量产生分生孢子的培养基及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了绿豆粉和绿豆渣在诱导禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum Schw.)产生大量分生孢子上的应用,还公开了相应的绿豆粉培养基或绿豆渣培养基,其组成成分为:绿豆粉或绿豆渣20‑80g,琼脂粉15~25g,蒸馏水1000ml。本发明还公开了诱导禾谷镰刀菌产孢的方法。禾谷镰刀菌在本发明绿豆粉或绿豆渣培养基上产孢量大,每cm2产孢量可达107个;且能产生大量的大型分生孢子堆;其次,本发明方法简单,对培养条件要求不高,不需要额外的近紫外灯光诱导;此外,本发明培养基组分简单,原料易得,成本低。
Description
技术领域
本发明属于植物病原真菌产孢培养基,具体涉及绿豆粉在诱导禾谷镰刀菌产孢上的用途;还涉及一种诱导禾谷镰刀菌大量产生分生孢子的培养基及方法。
背景技术
禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw.)是世界上分布广泛的重要病原菌,其寄主范围广,能侵染小谷物禾谷类作物(包括大麦、小麦、黑麦、燕麦和黑小麦)、玉米、水稻、高粱以及多种杂草,在作物不同时期引起多种不同的病害。其中,在粮食作物中主要引起麦类赤霉病和根、茎基腐病以及玉米穗、茎腐病。禾谷镰刀菌不仅能引起多种作物病害而造成产量损失和谷物品质的下降,更为严重的是禾谷镰刀菌侵染籽粒后能产生多种对人、畜造成急性或慢性中毒的毒素,对人、畜健康造成威胁。
禾谷镰刀菌腐生能力很强,在土壤中残留的麦秆、稻桩、玉米秆、豆秆、多种杂草、非禾谷类作物以及阔叶植物种子等植物残体上存活,病残体上产生的子囊孢子和分生孢子是下一个生长季的主要初侵染源。禾谷镰刀菌侵染宿主通常是通过分生孢子进行二次侵染,在自然条件下,病害的初侵染源主要来自病菌越冬后在各种残体上产生的子囊孢子,在大麦与小麦混栽地区及东北春麦区,分生孢子也可成为初侵染源。冬茬作物上,在春季温暖潮湿的天气条件下,子囊壳开始形成和发育成熟并释放出子囊孢子,孢子释放后,借助风、雨进行传播完成对冬茬作物的侵染并在病部形成大量分生孢子;在夏茬作物上,主要通过分生孢子完成对夏茬作物的侵染和危害。子囊孢子和分生孢子的产生也是病原菌遗传变异的重要原因,是微生物学研究的重点,在研究病害的发生规律、品种抗性鉴定和防治技术上,利用分生孢子定量接种是不可缺少的手段。
禾谷镰刀菌在多种培养基上均以营养生长为主,不产生分生孢子,因此多数以菌丝体形式进行病原菌保存,为了菌种的较长时间保存,需要频繁转接,而菌种长期在同一培养基中连续继代培养,容易引起病原菌的变异及致病力的退化,因此掌握禾谷镰刀菌大量产生大型分生孢子的培养基及方法是进行禾谷镰刀菌鉴定、长期稳定保存,进而进行病害研究的先决条件。
镰刀菌鉴定手册中通常用康乃馨叶片水琼脂培养基(CLA)进行大型分生孢子的培养,用于菌种的鉴定和低温长期保存,但是利用该培养基产孢需要近紫外灯光的诱导,而且有些菌产大型分生孢子堆的数量少,浓度达不到菌种保存和接种浓度的要求,而在病原菌接种方面,多采用绿豆汤培养液或镰刀菌液体培养液振荡培养产生分生孢子悬浮液,液体培养基培养产生的大型分生孢子形态变异较大,不适宜病原菌的鉴定和接种体的保存,而且存在产孢量低的不足,有时不能满足接种浓度要求。而通过大型分生孢子堆形成的分生孢子比在培养基上通过菌丝上单个单瓶梗产生的大型分生孢子在孢子形状和长度上更一致,适用于菌种的鉴定、保存等。
经检索,目前还没有能使禾谷镰刀菌大量产生分生孢子、且以大型分生孢子堆的形式产生的培养基。
发明内容
针对目前培养基培养的禾谷镰刀菌分生孢子产生数量少、难以满足病原菌鉴定、菌种保存、接种需要等问题,本发明目的在于提供一种绿豆粉或绿豆渣在诱导禾谷镰刀菌产孢上的应用。
本发明另一目的在于提供一种绿豆粉培养基。
本发明第三目的在于提供上述绿豆粉培养基的制备方法。
本发明第四目的在于提供利用上述绿豆粉培养基诱导禾谷镰刀菌产孢的方法。
本发明第五目的在于提供一种绿豆渣培养基。
实现本发明的技术方案如下:
本发明提供了绿豆粉或绿豆渣在诱导禾谷镰刀菌(Fusarium graminearumSchw.)产孢上的应用。
上述应用中所述的绿豆粉的粒径大小为250μm~1700μm。
上述应用中所述的绿豆粉,按照如下方法制备:用料理机将新鲜绿豆打碎,过10目~60目分样筛,即得粒径大小为250μm~1700μm的绿豆粉。
上述应用中所述绿豆渣的粒径大小为1~2mm。
上述应用中所述的绿豆渣,按照如下方法制备:将新鲜绿豆洗净,放入水中,煮沸20min,过滤得煮熟的绿豆,加水用料理机将煮熟的绿豆打碎,即得绿豆渣。
本发明还提供了一种绿豆粉培养基,其原料组成及其重量比例为:绿豆粉20~80g,琼脂粉15~25g,蒸馏水1000ml。
上述绿豆粉培养基中所述的绿豆粉的粒径大小为250μm~1700μm。
上述绿豆粉培养基中所述的绿豆粉的重量比例优选为50~80g;进一步优选为60g。
上述绿豆粉培养基的制备方法,包括按照比例将绿豆粉和琼脂粉加入到蒸馏水中,搅拌均匀,分装,121℃高温灭菌20min,冷却至室温。
上述绿豆粉培养基在诱导禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw.)产孢上的应用。
利用上述绿豆粉培养基诱导禾谷镰刀菌产孢的方法,按照5%~7%的体积比比例将禾谷镰刀菌接种体接种到上述绿豆粉培养基上,然后在16~22℃、自然光条件下培养7~10d,用灭菌蒸馏水洗下培养皿上的大型分生孢子。
上述方法中所述的禾谷镰刀菌接种体为禾谷镰刀菌孢子悬浮液;所述禾谷镰刀菌孢子悬浮液中分生孢子的浓度为5×104分生孢子/mL。
上述绿豆粉培养基的使用方法,按照比例将绿豆粉、琼脂粉加入蒸馏水中,搅拌均匀,分装,121℃高温灭菌20min,冷却至室温,倒入直径8cm的平皿,每皿培养基15~20mL,培养基平板放置表面干燥后,每皿接种禾谷镰刀菌接种体1mL,涂匀。
本发明还提供一种绿豆渣培养基:其原料组成成分及其比例为:绿豆渣20~80g,琼脂粉15~25g,蒸馏水1000ml。
上述绿豆渣培养基的制备方法,包括按照比例取新鲜绿豆20~80g,洗净,放入1000ml水中,煮沸20min,过滤得到煮熟的绿豆,加100mL水用料理机打碎,得到大小为1~2mm的绿豆渣,加蒸馏水补足1000mL,再加入琼脂粉20g,搅拌均匀,分装,121℃湿热灭菌20min。
上述绿豆粉培养基或绿豆渣培养基还可以在诱导黄色镰刀菌(Fusariumculmorum)或假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum)产孢上应用。
与现有的PDA、CLA培养基相比,本发明具有的优点和有益效果:(1)、在本发明绿豆粉培养基或绿豆渣培养基上禾谷镰刀菌分生孢子产孢量大,每cm2产孢量可达到107,比常用的绿豆汤固体培养基的产孢量约提高10倍,比CLA培养基的产孢量约提高1000倍;且能产生大量的大型分生孢子堆,有利于大型分生孢子的收集与试验,能够满足病原菌鉴定、菌种保存、接种等需要。(2)、本发明方法简单,对培养条件要求不高,不需要额外的近紫外灯光的诱导。(3)、本发明培养基组分简单,易购易得,成本低。(4)、与液体培养基相比,本发明培养基能够产生的大型分生孢子堆和大量分生孢子,易于较长时间保存,可随时为病原菌的扩繁提供接种体,而且在病原菌大量扩繁过程中,本发明方法较液体培养方法节省空间。(5)、本发明培养基对其他不易产孢镰刀菌有借鉴作用,用途广泛。
附图说明
图1为在绿豆粉培养基上培养的禾谷镰刀菌大型分生孢子堆的照片。
图2为禾谷镰刀菌大型分生孢子堆放大5倍的照片。
图3为禾谷镰刀菌大型分生孢子显微照片。
具体实施方式
下面以具体实施例来进一步详细说明本发明,但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1禾谷镰刀菌在不同培养基上的产孢对比试验
(一)供试禾谷镰刀菌菌株1449:为2014年从河北省石家庄赵县采集到的小麦赤霉病病样,按照植病研究法上病原真菌分离方法分离得到,初分离物经过单孢分离培养获得纯培养菌株,经形态学和分子生物学方法鉴定为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearumSchw.),该菌株保存于河北省农林科学院植物保护研究所真菌病害实验室。
(二)供试培养基及其制备:
(1)PDA培养基:将洗净去皮后的马铃薯切块200g,加水1000mL,在沸水中煮半小时,用纱布过滤,取马铃薯汁,加水补足1000mL,加入葡萄糖和琼脂粉各20g,搅拌均匀,分装,121℃湿热灭菌20min。
(2)CLA培养基:在培养皿中放入灭菌康乃馨叶片(约1片/2mL琼脂),然后在培养皿中倒入灭菌的2%水琼脂培养基。其中灭菌康乃馨叶片的制备方法:剪取未喷施过杀虫和杀菌剂的新鲜康乃馨叶片,用自来水冲洗干净,剪成5~8mm的小段,在70℃烘箱中烘3~4h直到叶片干燥但不失绿,用γ-射线灭菌,4℃保存。
(3)2%绿豆汤培养液:称取新鲜绿豆20g,洗净,放入1000mL纯净水中煮沸20min,过滤去除绿豆,滤液加水补足1000mL,分装,121℃湿热灭菌20min。
(4)2%绿豆汤培养基:称取新鲜绿豆20g,洗净,放入1000mL纯净水中煮沸20min,过滤去除绿豆,滤液加水补足1000mL,加入琼脂粉20g,搅拌均匀,分装,121℃湿热灭菌20min。
(5)2%绿豆渣培养基:称取新鲜绿豆20g,洗净,放入1000mL纯净水中煮沸20min,过滤出已煮熟绿豆,加100mL水用料理机打碎,得到粒径大小为1~2mm的绿豆渣,加纯净水补足1000mL,加入琼脂粉20g,搅拌均匀,分装,121℃湿热灭菌20min。
(6)2%绿豆粉培养基:取新鲜绿豆用料理机打碎,过10目分样筛,即得粒径小于1770μm的绿豆粉,称取绿豆粉20g、琼脂粉20g加入1000ml蒸馏水中,搅拌均匀,分装,121℃湿热灭菌20min。
(三)试验方法:
(1)将活化后的供试禾谷镰刀菌菌盘分别接种到PDA、CLA培养基上,然后置于22~24℃、365nm近紫外光和日光灯12h光暗交替培养箱中培养10d,再用无菌水洗下培养皿上的大型分生孢子,镜检计数产孢量。
(2)将5片活化后的供试禾谷镰刀菌菌盘放入2%绿豆汤培养液中,在25℃、150rpm条件下振荡培养3~5d,用灭菌水调整分生孢子悬浮液的浓度至5×104分生孢子/mL,分别取1mL孢子悬浮液涂于放置表面干燥的2%绿豆粉培养基、2%绿豆渣培养基或2%绿豆汤培养基平板上,置于16~22℃、自然光条件下培养10d,用无菌水洗下培养皿上的大型分生孢子,镜检计数产孢量。
(3)对在不同培养基上培养的禾谷镰刀菌产孢量进行差异显著性分析。
结果(见表1)在2%绿豆渣培养基或2%绿豆粉培养基上培养的禾谷镰刀菌产孢量均能达到106个大型分生孢子/cm2,产孢量比CLA培养基提高1000倍,比2%绿豆汤培养基提高10倍,其产孢量显著高于PDA、CLA和2%绿豆汤培养基;而且本发明在2%绿豆粉培养基或2%绿豆渣培养基上可以快速产生由大型分生孢子聚生形成的橘黄色大型分生孢子堆(见图1~图3),初见大型分生孢子堆时间比CLA早4d,比2%绿豆汤培养基提早2d。说明在本发明绿豆粉培养基和绿豆渣培养基上禾谷镰刀菌的产孢量明显高于其他培养基,产孢量大,初见大型分生孢子堆时间短,效果好;并且与其他培养基相比,本发明绿豆粉培养基或绿豆渣培养基制备方法简单、成本低。
表1在不同培养基上禾谷镰刀菌产孢量对比试验结果
培养基 | 接菌方式 | 产孢量(×105/cm2) | 初见分生孢子堆(天) |
PDA | 菌盘 | 0.0a | |
CLA | 菌盘 | 0.01a | 7 |
2%绿豆汤培养基 | 孢子悬浮液 | 0.9a | 5 |
2%绿豆渣培养基 | 孢子悬浮液 | 11.0b | 3 |
2%绿豆粉培养基 | 孢子悬浮液 | 10.4b | 3 |
实施例2不同粒径绿豆粉诱导禾谷镰刀菌产孢效果对比试验
(一)供试培养基:
不同粒径2%绿豆粉培养基的配制:将新鲜绿豆用料理机打碎,然后分别过10目、20目、30目、60目的分样筛,分别得到粒径大小为<1770μm、830~1770μm、550~830μm、250~550μm和0~250μm五种不同粒径的绿豆粉,按照实施例1的方法配制不同粒径的2%绿豆粉培养基。
(二)试验方法:
挑取实施例1中绿豆粉培养基或绿豆渣培养基上产生的大型分生孢子堆,用灭菌水调整孢子悬浮液浓度至5×104分生孢子/mL,取孢子悬浮液1mL分别涂于放置干燥后的步骤(一)制备的不同粒径2%绿豆粉培养基平板上,置于16~22℃、自然光条件下培养10d,用无菌水洗下培养皿上的大型分生孢子,镜检计数产孢量,并进行差异显著性分析。
表2禾谷镰刀菌在不同粒径绿豆粉培养基产孢量对比试验结果
筛网目数 | 粒径 | 产孢量(×106/cm2) | 水平差异显著性分析(P=0.05) |
60目剩余 | 0~250μm | 0.46 | a |
60 | 250~550μm | 1.05 | b |
30 | 550~830μm | 1.09 | b |
20 | 830~1770μm | 0.91 | b |
10 | <1770μm | 1.04 | b |
结果(见表2)除0~250μm粒径绿豆粉培养基产孢量显著少于其他粒径绿豆粉培养基外,在250~550μm、550~830μm、830~1770μm和<1770μm四种不同粒径的2%绿豆粉培养基上培养的禾谷镰刀菌的产孢量分别达到1.05×106分生孢子/cm2、1.09×106分生孢子/cm2和0.91×106分生孢子/cm2,1.04×106分生孢子/cm2。说明不同粒径绿豆粉配制的培养基对诱导禾谷镰刀菌产孢量影响不大,本发明绿豆粉培养基中绿豆粉的粒径可以为250~1770μm,但是以过10目分样筛的粒径<1770μm的绿豆粉培养基使用最方便。
实施例3不同绿豆粉浓度的培养基诱导禾谷镰刀菌产孢量对比试验
(一)供试培养基:
2%~8%绿豆粉培养基:制备方法同实施例1,绿豆粉的加入量分别为20g、30g、40g、50g、60g、70g和80g。
(二)试验方法:
挑取实施例1中绿豆粉培养基或绿豆渣培养基上产生的大型分生孢子堆,用灭菌水调整孢子悬浮液浓度至5×104分生孢子/mL,取孢子悬浮液1mL分别涂于放置干燥后的步骤(一)制备的2%~8%绿豆粉培养基平板上,置于16~22℃、自然光条件下培养10d,用无菌水洗下培养皿上的大型分生孢子,镜检计数产孢量,并进行差异显著性分析。
结果(见表3)在2%~8%绿豆粉培养基上培养的禾谷镰刀菌的产孢量均能达到106分生孢子/cm2,其中以绿豆粉浓度为6%、7%、8%的绿豆粉培养基产孢量较大,分别为1.00×107分生孢子/cm2、1.61×107分生孢子/cm2和2.34×107分生孢子/cm2,显著高于2%~5%绿豆粉培养基的产孢量。说明2%~8%绿豆粉培养基都可以用于诱导禾谷镰刀菌产孢,且随着培养基浓度增加产孢量加大,但是7%、8%绿豆粉培养基浓度太大,倒平板操作过程中容易造成培养基的浪费,因此,6%绿豆粉培养基性价比最高。
表3不同浓度绿豆粉培养基对产孢量的影响
培养基 | 产孢量(×106/cm2) | 水平差异显著性分析(P=0.05) |
2%绿豆粉 | 1.95 | a |
3%绿豆粉 | 3.13 | b |
4%绿豆粉 | 3.68 | b |
5%绿豆粉 | 8.26 | c |
6%绿豆粉 | 10.04 | d |
7%绿豆粉 | 16.07 | e |
8%绿豆粉 | 23.39 | f |
Claims (10)
1.绿豆粉或绿豆渣在诱导禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum Schw.)产孢上的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于所述的绿豆粉的粒径大小为250μm~1700μm。
3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于所述绿豆渣的粒径大小为1~2mm。
4.一种绿豆粉培养基,其特征在于其原料组成及其重量比例为:绿豆粉20~80g,琼脂粉15~25g,蒸馏水1000ml。
5.根据权利要求4所述的培养基,其特征在于所述的绿豆粉的重量比例为50~80g。
6.根据权利要求5所述的培养基,其特征在于所述的绿豆粉的重量比例为60g。
7.权利要求4所述的绿豆粉培养基的制备方法,其特征在于按照比例将绿豆粉和琼脂粉加入到蒸馏水中,搅拌均匀,分装,121℃高温灭菌20min,冷却至室温。
8.权利要求4~6任一所述的绿豆粉培养基在诱导禾谷镰刀菌(Fusarium graminearumSchw.)产孢上的应用。
9.利用上述绿豆粉培养基诱导禾谷镰刀菌产孢的方法,其特征在于按照5%~7%的体积比比例将禾谷镰刀菌接种体接种到上述绿豆粉培养基上,然后在16~22℃、自然光条件下培养7~10d,用灭菌蒸馏水洗下培养皿上的大型分生孢子;其中所述的禾谷镰刀菌接种体为禾谷镰刀菌孢子悬浮液;所述禾谷镰刀菌孢子悬浮液中分生孢子的浓度为5×104分生孢子/mL。
10.一种绿豆渣培养基:其特征在于其原料组成成分及其比例为:绿豆渣20~80g,琼脂粉15~25g,蒸馏水1000ml。
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