玉米纹枯病菌生物学特性的研究

玉米纹枯病菌生物学特性的研究
摘要：本文主要研究了温度、湿度、pH值、光照与营养对玉米纹枯病菌生长的影响。

该菌菌丝生长的温度范围为15℃～35℃，最适温度范围为25℃～30℃；菌核形成的温度范围为15℃～30℃，最适温度范围为25℃～30℃。

菌丝与菌核在相对湿度在90%以上时生长最为适宜。

在pH值为2-11的范围内病菌均能生长，但以PH值为5-6最适宜。

光暗交替将加快菌丝生长速度，提前形成菌核，增大菌核的粒数和菌核的重量。

在以碳源（淀粉）和氮源（天门冬酰胺）不同浓度比的范围中，碳源浓度为40.0-42.5g/l ,氮源浓度为2.59—2.78g/l 为该试验最佳浓度组合范围。

以淀粉为C源时，玉米纹枯病菌菌丝生长和菌核形成均达到最佳状态。

以天门冬酰氨为氮源时，玉米纹枯病菌生长较快（平均生长速度为0.262cm/h），产生菌核数目最多，达688粒/皿，干量也较大，达0.254g/皿，为玉米纹枯病菌生长的最佳氮源。

Abstract:This paper mainly studies the effects of temperature, humidity, pH, light and nutrition on the growth of Maize Rhizoctonia solani. Mycelial growth of bacteria for the temperature range 15 ℃~ 35 ℃, the optimum temperature range of 25 ℃~ 30 ℃; sclerotium formation temperature range of 15 ℃~ 30 ℃, the optimum temperature range of 25 ℃~ 30 ℃. Mycelium and sclerotia in the relative humidity above 90 percent is the most appropriate level of growth. Bacteria can grow when PH value in the range of 2-11, but the PH value of 5-6 is the most appropriate. Alternating of light and darkness will accelerate the mycelial growth rate,bring the formation of sclerotia forward, and increase number and the weight of sclerotia. In different ratio range of C source (starch) and N source (asparagine) concentrations. The C source concentration 40.0-42.5g / l and N source concentration 2.59-2.78g / l is the best concentration combination range of the test.Taking starch as C source, Maize Rhizoctonia solani and sclerotium formation grow best .Taking Aroylamino aspartate as N source, Maize Rhizoctonia solani grows more quikly (average growth rate of 0.262cm / h), the largest number of sclerotia produced, amounting to 688 / petri dish, the larger dry weight—up to 0.254g /petri dish . Asparagine is the best N source for the growth of Maize Rhizoctonia solani.
关键词：纹枯病玉米菌丝菌核
玉米是我国主要粮食作物之一，纹枯病主要致病菌为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的AG1-IA融合亚群，病菌以菌丝和菌核在土壤中越冬。

当温度等条件适宜时，土壤中的菌丝生长、菌核萌发侵染玉米引起发病[1]，是玉米上的一种真菌性病害，可通过表皮、气孔和自然孔口侵入。

主要发生在叶鞘和叶片上，在近地面处发病，向上部叶鞘、叶片和四周发展。

在长江流域中下游地区，六月上旬，玉米田土表和浅土表的菌核开始萌发菌丝，浸染玉米植株基部叶鞘，逐步向上蔓延扩散；七月初感病玉米株表面开始形成菌核；玉米收获时，菌核落入表土，成为下一年浸染的主要来源。

随着栽培水平的提高，种子更替，尤其随着紧凑型玉米的引进推广与高肥技术的应用，已上升为主要病害之一[2-5]。

我们从安徽各地采集和征集玉米纹枯病菌的病叶标样和病原菌，采用组织分离和单孢分离的方法获得纯菌株，，并对其培养性状和生理特性进行了较详细的研究，以期为玉米纹枯病的防治研究提供参考和依据，从而提高玉米的产量。

1 材料与方法
1.1 供试菌种
从安徽各地玉米田内采集典型的病害样本和外表无病害症状的玉米，在安徽科技学院植物保护实验室按照常规方法进行组织分离培养，得到的玉米病株上分离出来的玉米纹枯病，经分离、纯化获得，冷藏保存，同时将病菌接种在PDA培养基上，置于28℃恒温箱内根据试验需要培养相应的天数，然后活化备用。

1.2 温度对纹枯病菌丝生长速度和菌核干重的影响
在PDA平板上培养了2d的玉米纹枯病菌菌落边缘打孔，制成直径为0.7cm 的菌龄一致的菌块，然后分别挑取菌块置于PDA平板培养基的中央（每皿20ml 培养基），分别置于5、15、20、25、30、35和40℃的恒温箱中培养，每处理5次重复。

每8h用直尺十字交叉法量取菌落直径，直到菌丝长满平板，取菌落直径平均值，计算生长速率，然后每天观察菌核的变化情况。

第十天统计菌核数量，再将菌核置于50～60℃的烘箱内烘1～2h，分别称其干重[6]。

1.3湿度对纹枯病菌丝生长和菌核干重的影响
将灭菌过的PDA培养基熔化、倒平板、打孔、制成菌饼，然后用接种针挑取一块置于平板培养基中央，最后放入温度为28ºC、湿度为50%、65%、70%、75%、80%、85%、90%等7个阶段的人工智能培养箱内培养。

从放入培养箱培养时间算起每8个小时测量菌落直径,观察菌丝的生长情况，至菌丝长满后，观察菌核形成状况[5]。

1.5 PH值对纹枯病菌丝、菌核的影响
用HCl和NaOH将灭菌后的PDA培养基pH值调到1～12间共12种，每个血内倒入20mL培养基，摇匀制板，凝固后在菌龄为3d的PDA平板菌落外缘半径相同的圆周上打取直径为7mm的菌饼，移植至不同酸碱度的PDA平板中央，最后倒置放入温度为28℃的人工智能培养箱内培养。

进入箱后每隔6h，以菌饼为圆心十字交叉法测量菌落直径，直至长满皿底为止，计算菌丝生长速率，同时观察菌核的形成情况，待15d后菌核无变化时用挑针挑下菌核记数，并在50℃下烘2h，自然冷却后称重。

1.6 光照对菌丝生长速度和菌核形成、干重的影响
试验前48小时将菌种移至PDA平板上，培养活化。

菌种分别来自于自然光
（A
1）、12小时光12小时暗（A
2
）、全日光（B1）、和全日暗（B2）、8小时暗8小
时光8小时暗（C1）、8小时光8小时暗8小时光（C2）、16小时光8小时暗（D1）、16小时暗8小时光（D2）八个处理，温度28℃±0.5，光照强度为1500LX的处理结果，每个处理重复五次。

然后在菌种的同心圆上用直径0.7cm的打孔器打出若干菌饼，用接种针把菌饼分别接种、培养。

培养后每6个小时选菌丝疏密，观看菌核形成的快慢、大小、数量及颜色的变化并记录。

10天后数菌核粒数，烘干冷却后称其干重[5]。

1.7 不同C源对纹枯病菌丝生长和菌核干重的影响
用基础培养基PDA是以葡萄糖为碳源的，分别以相通含碳量的果糖、蔗糖、淀粉、鼠李糖、麦芽糖、乳糖和木糖替换葡萄糖，配置成含有不同碳源的培养基。

按上述碳源溶于基础培养基中培养、倒平板和接种，之后测量菌丝长度。

直至菌丝长满后观察菌核生长的颜色、大小等状况，15天后记录菌核个数，并烘干后称重[7]。

1.8 不同N源对纹枯病菌丝生长速率和菌核干重的影响
用基础培养基PDA是以脯氨酸、组氨酸、半胱酰氨、天门冬酰氨组成的有机氮源和以硝酸铵、硫酸铵、尿素、亚硝酸钠组成的无机氮源。

形成不同氮源的培养基。

按上述氮源制成不同氮源的培养基，经过灭菌、倒平板、恒温培养后测
量菌丝长度。

直至菌丝长满，观察菌核的生长情况及颜色、大小、多少的变化。

待15日之后，菌核不再变化，则数清菌核数目，挑下、包好，于55℃下烘干称重。

1.9 不同C、N源浓度比对纹枯病菌丝生长速率和菌核干重的影响
以除去KNO
和蔗糖的查彼克培养液为基础培养基，采用两因子最优设计，即
3
C、N 不同浓度配制成6种处理的供试培养基,每种处理分装5个相同的试管，每个试管装20ml，制成PDA培养基培养48小时后接种、培养[8-9]。

从放入培养箱后每6小时测量一次菌丝的生长情况并做记录，直至菌丝长满为止，同时观察菌核生长的情况，计数，称重。

待14天后，菌核不再生长，就分别数清每皿菌核的数目，并将其挑下，包好，在55摄氏度下烘干2小时，等自然冷却后，称其重。

2. 结果与分析
2.1 培养性状
玉米纹枯病菌在PDA培养基上生长良好,菌落圆形,边缘整齐,气生菌丝初为白色,后渐渐变暗，最终转为灰色或浅灰色。

不同菌株的菌丝生长速度、菌核形成与干重有差异,但菌丝和菌核的形态均符合提出的玉米纹枯病菌形态标准。

2.2 温度对纹枯病菌丝生长速度和菌核干重的影响
试验结果表明，在PDA培养基上玉米纹枯病在5℃和40℃下不能生长，该菌菌丝生长的温度范围是15℃～35℃，最适温度范围为25℃～30℃，在25℃时菌丝生长速度达到最大值。

菌核形成的温度范围为15℃～30℃，而菌核形成重量的最适温度范围为25℃～30℃，在30℃时菌核的干重达到最大值（图1）。

图1 不同温度对纹枯病菌丝生长速度和菌核干重的影响
Figure 1 effect of different temperatures on Rhizoctonia solani mycelial growth rate
and the dry weight of sclerotia
注：表中不同英文字母，大写表示1%显著水平，小写表示5%显著水平
2.3 湿度对纹枯病菌丝生长和菌核干重的影响
试验结果表明，该菌菌丝需要高湿度环境条件，在湿度为50%时菌丝几乎停止生长，但随着湿度的增加，菌丝的生长最终长度也随着增加，并且其平均生长速度也逐渐加快，湿度为90%时，纹枯病生长速度最佳。

在湿度为50%-80%范围
内没有菌核形成，而在湿度为85%～90%间，其菌核的重量和粒数都不断增加（图2）。

图2 不同湿度对纹枯病菌丝生长速度和菌核干重的影响
Figure 2 effect of different humidity on Rhizoctonia solani mycelial growth rate and
the dry weight of sclerotia
2.4 PH值对纹枯病菌丝、菌核的影响
试验结果表明，玉米纹枯病菌的适应性很强，在pH值为2-11时均能生长，但在碱性条件或过酸条件下菌丝生长极缓慢并且菌丝稀薄，而pH为5、6时菌丝生长最快，气生菌丝多（图3）。

图3 不同PH值对纹枯病菌丝生长速度的影响
Figure 3 effect of different PH value on Rhizoctonia solani mycelial growth rate
在pH值为1、2、12时菌核几乎不生长，在pH值为5-6，菌核生长达到最大极限（图4）。

图4 不同PH值对菌核干重的影响
Figure 4 effect of different PH value on the dry weight of sclerotia
注：表中不同英文字母，大写表示1%显著水平，小写表示5%显著水平
2.5 光照对菌丝生长速度和菌核形成、干重的影响
在PDA培养基上，该菌在自然光（A1）、12小时光12小时暗（A2）、全日光（B1）、全日暗（B2）、8小时暗8小时光8小时暗（C1）、8小时光8小时暗8小时光（C2）、16小时光8小时暗（D1）、16小时暗8小时光（D2）8种处理下的菌丝生长速度分别为0.20、0.22、0.19、0.17、0.21、0.21、0.22、0.20（单位cm/h）。

（图5）
图5 不同光照对菌丝生长速度的影响
Figure 5 effect of different light on the growth rate of mycelium
在上述8种处理下菌核干重分别为0.0797、0.0797、0.0726、0.0724、0.0650、
0.0582、0.0553、0.0456（单位g/皿）。

（图6）
图6不同光照对菌核干重的影响
Figure 6 effect of different light on the dry weight of sclerotia
注：表中数字为5次重复的平均数；表中不同英文字母，大写表示1%显著水平，小写表示5%显著水平。

2.6 不同C源对纹枯病菌丝生长速率和菌核干重的影响
在8种供试碳源和一个对照组中，该菌在淀粉、蔗糖为碳源的培养基和对照中菌丝生长最快，而且菌核小而密，同时呈褐色。

以淀粉为C源时，与其它处理差异达极显著，15天后菌核个数最多，同时菌核也最重，为1.256g/皿。

而以乳糖为C源时，无菌核生成。

对照组生成的菌核也很少。

（表1）
表1不同C源对纹枯病菌丝生长速率的影响
注：表中数字为5次重复的平均数；表中不同英文字母，大写表示1%显著水平，小写表示5%显著水平。

2.7 不同N源对纹枯病菌丝生长速度和菌核数量及干重的影响
在试验的8种处理和一个对照下，平均每1小时菌丝生长速度为：对照（0.284cm/h）﹥脯氨酸（1.70；0.256）﹥天门冬酰氨（1.57；0.262）﹥硝酸铵（1.48；
0.247）﹥亚硝酸钠（1.42；0.237）﹥硫酸铵（1.36；0.227）﹥组氨酸（1.28；0.213）﹥半胱酰氨（1.20；0.201）﹥尿素（0.95；0.158）。

以天门冬酰氨为氮源时，菌核数量最多，菌核重量（平均0.254g/皿）仅次于亚硝酸铵（0.289g/皿）, 但是以硫酸铵（0.049g/皿）、半胱酰氨（0.031g/皿）、组氨酸（0.021g/皿）及对照（0.002g/皿）为氮源时，菌核数量均很少,几乎不结核。

（表2）
表2不同N源对纹枯病菌丝生长和菌核数量及菌核干重的影响Table 2 effect of different N sources on Rhizoctonia solani mycelial growth rate
and the dry weight of sclerotia
2.8 C、N源浓度不同对纹枯病菌丝生长速率和菌核干重的影响
试验结果表明，碳氮源不同浓度对菌丝生长速率的影响都很小。

在碳源相同而氮源不同的情况下，菌丝生长速度变化不明显，但是菌核粒数和菌核干重随氮源的增加而增大。

在氮源相同而碳源不同的情况下，菌丝生长速度相差不大但菌核粒数和干重随碳源增加而加大。

总体来说，碳氮源不同浓度对菌丝生长速率的影响都很小，对粒数的影响氮源明显大于碳源，对干重的影响都比较明显。

（表3）表3 C、N源浓度不同对纹枯病菌丝生长速率和菌核干重的影响
Table 3 effect of different C sources and N sources on Rhizoctonia solani mycelial growth rate and the dry weight of sclerotia
编码值淀粉
（g）天门冬酰
胺（g）
菌丝生长
速率
（mm/h）
菌核粒数
（粒/皿）
菌核干重
（mg/皿）
X1 X2 L M P -1 -1 5 0.05 3.2275 4.25 6.845
1 -1 55 0.05 3.2275 7.25 6.295
-1 1 5 3.95 3.29 454.5 42.28 -0.1315 -0.1315 26.7 1.7436 3.2725 334 160.355
1 0.3944 55 2.7691 3.275 529 260.305 0.3944 1 39.86 3.95 3.2125 706.5 268.405
3.0结论与讨论
从安徽各地区采集的外表无病害症状的玉米和成熟玉米的叶鞘和叶片中均可分离得到纹枯病菌,一般6月份时,玉米田土表和浅土表的菌核开始萌发菌丝,浸染玉米植株基部叶鞘并向上蔓延,平均发病率高达个80％。

说明全国玉米果实在生长期间普遍存在着纹枯病的潜伏浸染,而且发病率高。

被潜伏浸染的玉米出现颗粒霉烂现象，不能食用。

适合玉米纹枯病菌菌丝生长和菌核形成的最适温度为25℃～30℃。

在25℃以下和30℃以上该菌菌丝生长速度和菌核干重明显减小。

菌丝在湿度低于50%时几乎停止生长，湿度越高有利于菌丝的生长和菌核的形成。

这些特性与玉米纹枯病梅年在田间的消长规律关系密切。

安徽玉米植株发生纹枯病菌菌丝发生使于6月上旬，到7、8月份达到高峰期，9月随着降雨量的减少而减轻。

但如果9月遇阴雨天气，则可能再次发生高峰期，植株基部叶鞘会严重感染。

玉米纹枯病对酸碱度的适应能力强，在pH值为2-11范围内均能生长。

但在碱性条件或过酸条件下菌丝缓慢并且菌丝稀薄，而pH为5、6时菌丝生长最快，气生菌丝多，因此偏酸性环境是菌丝生长的最佳环境。

在光照处理中光暗交替将加快菌丝的生长速度，而持续光照和全日暗将延缓菌丝的生长速度；黑暗交替对菌核形成较有利，其数量较多,从而干重也随之高，但持续光照和全日暗对菌核粒数的形成有一定的抑制作用，相对的菌核粒数和干重较少。

以淀粉和蔗糖作为C 源时，玉米纹枯病菌生长状态良好，但以淀粉为C源时菌丝生长速度最高，而乳糖不宜作C源时，因其不形成菌核。

玉米纹枯病菌对碳氮源不同浓度要求不高，菌丝生长速度受其影响微小；但是对氮源的依赖性大于碳源，在碳源0.4-0.5水平（40—42.5g/l）范围,菌丝生长速率、菌核干重、菌核粒数的数值较大而且在此范围变化很小.在氮源0.3-0.4水平（2.585—2.78g/l）范围, 菌丝生长速率、菌核干重、菌核粒数的数值较大而且基本稳定。

该试验结果可为在玉米上应用热处理措施控制纹枯病选择温度等其他因素提供参考。

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