中国马铃薯疮痂病菌生物学特性分析
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(1College of Plant Protection, Agricultural University of Hebei/Biological Control Center of Plant Diseases and Plant Pest of Hebei Province, Baoding 071001, Hebei; 2College of Life Science, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, Hebei)
各测试菌株在 OMA 上培养 7 d 后，制备孢悬液， 无菌水洗涤三遍后，调节浓度至 1×105 cfu·mL-1，以 接种针蘸取孢悬液在各测试培养基上划线进行测 定[9]，每处理 4 次重复。菌株对碳源和氮源利用、黑 色素产生能力，对抗生素、结晶紫、苯酚、pH 的敏感 性等指标的测试方法参照文献[2-4]。明胶液化和 H2S 产生能力测试按照文献[10]中的方法进行。其中 H2S
产生所用试剂为硫酸亚铁琼脂培养基（购自上海市疾 病预防控制中心）。 1.5 聚类分析
将各菌株测试结果与 11 个模式菌株 S. scabies ATCC49173，S. acidiscabies ATCC 49003，S. setonii ATCC25497，S. turgidiscabiesATCC，S. galilaeus，S. bobili，S. diastatochromogenes，S. enissocaesilis，S. sampsonii ATCC25495，S. griseus ATCC10246 和 S. tendae ATCC19812 的生物学指标[2-3,10]利用 SPSS 统计 分析软件中 Hierarchical Cluster 方法聚类。
Key words: potato common scab; Streptomyces; phenotype characteristic; diversity
源自文库
0 引言
【 研究意 义】 由多种 植物 病原链 霉菌 （plantpathogenic Streptomyces）引起的马铃薯疮痂病（potato common scab）是当今影响马铃薯生产的重要病害之 一。除马铃薯外，该类病原菌还可侵染其它作物如甘 薯、萝卜、甜菜、胡萝卜等[1]。明确病原菌的组成是 研究该病害首要解决的问题。【前人研究进展】目前
1 材料与方法
1.1 供试菌株 所用 30 株测试菌株为本实验室从中国 8 个省（区）
的马铃薯疮痂病薯病斑上分离获得，其中河北省 7 株： 06-1，06-3，06-4，HB-3，HB-4，BD-121，BD-122； 内蒙古自治区 4 株：NM-2，NM-5，NM-15，NM-41； 四川省 4 株：SC-13，SC-14，SCP-1，SCP-2；山东省 4 株：SD-3，SD-4，SD-Z，SDT-5；陕西省 5 株：SHX-100， SHX-101，SHX-102，SHXFF-2，SHXHZ-3；山西省 2 株：SX-3，SX-4；黑龙江省 3 株：HLJ-5，Hhr-1，Hhr-2； 甘肃省 1 株：GS-5。所有菌株均已通过盆栽接种试验， 完成柯赫氏法则验证，确定为马铃薯疮痂病致病菌。 1.2 主要仪器和试剂
利用 SPSS 数据处理系统中的 Hierarchical Cluster 方法对所测试菌株的生物学特征结果进行聚类分析， 根据各菌株形态特征、培养特性和生理生化特征（表） 可将本研究中测试的 30 个马铃薯疮痂病菌分为 7 个组 （图 2）。各组的具体特征描述如下：
第 1 组：孢子丝螺旋形，孢子表面光滑，卵圆形， 长圆形，大小 1.227 µm×0.928 µm。菌落白色或灰色， 有黄褐色素产生，产生黑色素；除不能利用 D-甘露醇， 能以 ISP 中的 8 种糖为单一碳源，能以组氨酸和羟脯 氨酸为单一氮源，对结晶紫（0.5 µg·mL-1）和青霉素 （10 IU·mL-1）不敏感，产生硫化氢，能在 pH 4.5 以 上的培养基上生长；不能以甲硫氨酸为单一氮源，对 链霉素（20 µg·mL-1）和苯酚（0.1%）敏感；明胶液 化强，产生灰褐色色素。该组菌株包括 06-1，06-4， BD-122，HB-4，SX-3，SX-4，NM-2。该组菌株和 S. bobili 种群的生物学特性较为接近。
已报道多种病原菌可引起马铃薯疮痂病，包括 Streptomyces scabies[2]、S. acidiscabies[3]和 S. turgidiscabies[4] 等，并不断有一些新的链霉菌致病种被发现[5-6]。对于 如此多样的病原菌引起的病害来说，分析各病原菌的 生物学特点可为不同病原菌的成因和致病机制提供信 息，为病害的深入研究奠定基础。【本研究切入点】 中国马铃薯种植区域广泛，马铃薯疮痂病发生极为普 遍，在种薯生产过程中的危害尤为严重，发病率约 5%
摘要：【目的】对来自中国不同地区的 30 株马铃薯疮痂病菌进行了生物学特性分析。【方法】通过扫描电镜 观察菌株的形态学特征，同时测试菌株的生理生化及生长限制因子等指标，利用 SPSS 软件将结果与 11 株链霉菌 标准菌株进行聚类分析。【结果】30 个测试菌株中包括 Streptomyces scabies 种群 10 株，S.bobili 种群 7 株， S.turgidiscabies 种群 1 株，S. galilaeus 种群 6 株，S. diastatochromogenes 种群 2 株，S.setonii 种群 1 株， S.enissocaesilis 种群 3 株。【结论】由此可见，中国马铃薯疮痂病菌的组成具有明显多样性，其中 S.galilaeus， S.bobili 和 S.enissocaesilis 等种群为新发现的马铃薯疮痂病病原菌。
2604
中国农业科学
43 卷
—10%，有些地区的发病率高达 30%—60%[7]，亟需对 该病害进行系统深入研究。在前期工作中，本实验室 已对不同地区的马铃薯疮痂病菌进行了采集，并对其 中部分菌株作了初步分析，发现该病原菌菌株间差异 较大[8]。【拟解决的关键问题】本研究将对来自中国 不同地区的 30 株马铃薯疮痂病菌的生物学特性进行 系统测定和聚类分析，以明确中国马铃薯疮痂病菌的 生物学特点，为该病害的防治提供信息。
2 结果
2.1 菌株形态特征观察结果 通过对不同地区的马铃薯疮痂病菌进行形态特征
观察，发现不同病原菌的培养性状差别较大。菌落产 生螺旋状或柔曲状的孢子链，螺旋状孢子链紧密或松 弛，菌株孢子灰色或白色，产生或不产生可溶性色素， 所有测试菌株孢子表面均光滑（图 1）。 2.2 菌株生物学特征聚类分析结果
KYKY-2800 型扫描电子显微镜，SCB-12 离子溅 射仪。Yeast extract、Tryptone 和 Peptone 购自 Oxiod 公司，其它试剂为国产分析纯。 1.3 形态特征观察
测试菌株接种于燕麦固体培养基（OMA），28 ℃插片培养 5 d 后，将玻璃插片拔出，以 2.5%戊二醛 前固定 1.5 h，磷酸盐缓冲液洗 15—20 min，重复 3 次。 再以 1%锇酸 4℃后固定 2 h，磷酸盐缓冲液洗 15—20 min，重复 3 次。然后乙醇梯度脱水 50%—75%—85% —95%—100%（1）—100%（2）各 10 min，干燥后， 离子溅射金镀膜。置于扫描电镜下观察菌落孢子丝和 孢子的形态特征。同时取培养 15 d 的菌落，在光学显 微镜下观察菌落颜色和色素产生情况。 1.4 生理生化特性测定
收稿日期：2009-12-11；接受日期：2010-03-10 基金项目：国家自然科学基金项目（30700523）、国家“863”计划项目（2006AA10A211）、现代农业产业技术体系建设专项资金项目（NYCYTX-15） 作者简介：张 萌，硕士研究生。Tel：0312-7528500；E-mail：zhangmeng.1204@163.com。刘 伯同为第一作者，硕士研究生。Tel：0312-7528500；
中国农业科学 2010,43(12):2603-2610 Scientia Agricultura Sinica
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.12.028
中国马铃薯疮痂病菌生物学特性分析
张 萌 1，刘 伯 1，于秀梅 2，赵伟全 1，刘大群 1
（1 河北农业大学植物保护学院/河北省农作物病虫害生物防治工程技术研究中心，河北保定 071001；2 河北农业大学生命科学学院，河北保定 071001）
关键词：马铃薯疮痂病；链霉菌；表型特征；多样性
Biological Characteristics Analysis of the Pathogens Caused Potato Common Scab in China
ZHANG Meng1, LIU Bo1, YU Xiu-mei2, ZHAO Wei-quan1, LIU Da-qun1
Abstract: 【Objective】 Thirty potato common scab-causing strains isolated from different areas in China were analyzed according to their biological characteristics. 【Method】 The morphological properties of the strains were observed by scanning electron microscope. The biochemical characteristics and the growth restricting factors were tested. The clustering analysis was carried out by SPSS software based on the test results and the data of the 11 standard Streptomyces strains. 【Result】 Among the 30 scab-causing strains, 10 strains belong to S. scabies group, 7 to S. bobili group, 1 to S. turgidiscabies group, 6 to S. galilaeus group, 2 to S. diastatochromogenes group, 1 to S. setonii group, and 3 to S. enissocaesilis group. 【Conclusion】 The results revealed the diversity of potato common scab pathogens in China. Moreover, S. galilaeus, S. bobili and S. enissocaesilis groups were found to be novel pathogens causing potato common scab.
E-mail：liubo0301@yahoo.com.cn。通信作者赵伟全，副教授，博士。Tel/Fax: 0312-7528500；E-mail：zhaowquan@yahoo.com.cn。通信作 者刘大群，教授，博士。Tel：0312-7528500；E-mail：ldq@hebau.edu.cn
第 2 组：孢子丝松散螺旋状，孢子圆柱形，表面 光滑，大小为 1.401 µm × 0.893 µm。菌落灰色，有黄 褐色素产生，产生黑色素。不能利用 ISP 中的甘露醇 为单一碳源，能以羟脯氨酸为单一氮源，对结晶紫（0.5 µg·mL-1）及青霉素（10 IU·mL-1）不敏感，产生硫化 氢，能在 pH 4.5 以上的培养基上生长；对链霉素（20 µg·mL-1）和苯酚（0.1%）敏感。明胶液化强，产生红 褐色素。菌株包括 NM-5，SC-13，SC-14，HB-3，06-3，
各测试菌株在 OMA 上培养 7 d 后，制备孢悬液， 无菌水洗涤三遍后，调节浓度至 1×105 cfu·mL-1，以 接种针蘸取孢悬液在各测试培养基上划线进行测 定[9]，每处理 4 次重复。菌株对碳源和氮源利用、黑 色素产生能力，对抗生素、结晶紫、苯酚、pH 的敏感 性等指标的测试方法参照文献[2-4]。明胶液化和 H2S 产生能力测试按照文献[10]中的方法进行。其中 H2S
产生所用试剂为硫酸亚铁琼脂培养基（购自上海市疾 病预防控制中心）。 1.5 聚类分析
将各菌株测试结果与 11 个模式菌株 S. scabies ATCC49173，S. acidiscabies ATCC 49003，S. setonii ATCC25497，S. turgidiscabiesATCC，S. galilaeus，S. bobili，S. diastatochromogenes，S. enissocaesilis，S. sampsonii ATCC25495，S. griseus ATCC10246 和 S. tendae ATCC19812 的生物学指标[2-3,10]利用 SPSS 统计 分析软件中 Hierarchical Cluster 方法聚类。
Key words: potato common scab; Streptomyces; phenotype characteristic; diversity
源自文库
0 引言
【 研究意 义】 由多种 植物 病原链 霉菌 （plantpathogenic Streptomyces）引起的马铃薯疮痂病（potato common scab）是当今影响马铃薯生产的重要病害之 一。除马铃薯外，该类病原菌还可侵染其它作物如甘 薯、萝卜、甜菜、胡萝卜等[1]。明确病原菌的组成是 研究该病害首要解决的问题。【前人研究进展】目前
1 材料与方法
1.1 供试菌株 所用 30 株测试菌株为本实验室从中国 8 个省（区）
的马铃薯疮痂病薯病斑上分离获得，其中河北省 7 株： 06-1，06-3，06-4，HB-3，HB-4，BD-121，BD-122； 内蒙古自治区 4 株：NM-2，NM-5，NM-15，NM-41； 四川省 4 株：SC-13，SC-14，SCP-1，SCP-2；山东省 4 株：SD-3，SD-4，SD-Z，SDT-5；陕西省 5 株：SHX-100， SHX-101，SHX-102，SHXFF-2，SHXHZ-3；山西省 2 株：SX-3，SX-4；黑龙江省 3 株：HLJ-5，Hhr-1，Hhr-2； 甘肃省 1 株：GS-5。所有菌株均已通过盆栽接种试验， 完成柯赫氏法则验证，确定为马铃薯疮痂病致病菌。 1.2 主要仪器和试剂
利用 SPSS 数据处理系统中的 Hierarchical Cluster 方法对所测试菌株的生物学特征结果进行聚类分析， 根据各菌株形态特征、培养特性和生理生化特征（表） 可将本研究中测试的 30 个马铃薯疮痂病菌分为 7 个组 （图 2）。各组的具体特征描述如下：
第 1 组：孢子丝螺旋形，孢子表面光滑，卵圆形， 长圆形，大小 1.227 µm×0.928 µm。菌落白色或灰色， 有黄褐色素产生，产生黑色素；除不能利用 D-甘露醇， 能以 ISP 中的 8 种糖为单一碳源，能以组氨酸和羟脯 氨酸为单一氮源，对结晶紫（0.5 µg·mL-1）和青霉素 （10 IU·mL-1）不敏感，产生硫化氢，能在 pH 4.5 以 上的培养基上生长；不能以甲硫氨酸为单一氮源，对 链霉素（20 µg·mL-1）和苯酚（0.1%）敏感；明胶液 化强，产生灰褐色色素。该组菌株包括 06-1，06-4， BD-122，HB-4，SX-3，SX-4，NM-2。该组菌株和 S. bobili 种群的生物学特性较为接近。
已报道多种病原菌可引起马铃薯疮痂病，包括 Streptomyces scabies[2]、S. acidiscabies[3]和 S. turgidiscabies[4] 等，并不断有一些新的链霉菌致病种被发现[5-6]。对于 如此多样的病原菌引起的病害来说，分析各病原菌的 生物学特点可为不同病原菌的成因和致病机制提供信 息，为病害的深入研究奠定基础。【本研究切入点】 中国马铃薯种植区域广泛，马铃薯疮痂病发生极为普 遍，在种薯生产过程中的危害尤为严重，发病率约 5%
摘要：【目的】对来自中国不同地区的 30 株马铃薯疮痂病菌进行了生物学特性分析。【方法】通过扫描电镜 观察菌株的形态学特征，同时测试菌株的生理生化及生长限制因子等指标，利用 SPSS 软件将结果与 11 株链霉菌 标准菌株进行聚类分析。【结果】30 个测试菌株中包括 Streptomyces scabies 种群 10 株，S.bobili 种群 7 株， S.turgidiscabies 种群 1 株，S. galilaeus 种群 6 株，S. diastatochromogenes 种群 2 株，S.setonii 种群 1 株， S.enissocaesilis 种群 3 株。【结论】由此可见，中国马铃薯疮痂病菌的组成具有明显多样性，其中 S.galilaeus， S.bobili 和 S.enissocaesilis 等种群为新发现的马铃薯疮痂病病原菌。
2604
中国农业科学
43 卷
—10%，有些地区的发病率高达 30%—60%[7]，亟需对 该病害进行系统深入研究。在前期工作中，本实验室 已对不同地区的马铃薯疮痂病菌进行了采集，并对其 中部分菌株作了初步分析，发现该病原菌菌株间差异 较大[8]。【拟解决的关键问题】本研究将对来自中国 不同地区的 30 株马铃薯疮痂病菌的生物学特性进行 系统测定和聚类分析，以明确中国马铃薯疮痂病菌的 生物学特点，为该病害的防治提供信息。
2 结果
2.1 菌株形态特征观察结果 通过对不同地区的马铃薯疮痂病菌进行形态特征
观察，发现不同病原菌的培养性状差别较大。菌落产 生螺旋状或柔曲状的孢子链，螺旋状孢子链紧密或松 弛，菌株孢子灰色或白色，产生或不产生可溶性色素， 所有测试菌株孢子表面均光滑（图 1）。 2.2 菌株生物学特征聚类分析结果
KYKY-2800 型扫描电子显微镜，SCB-12 离子溅 射仪。Yeast extract、Tryptone 和 Peptone 购自 Oxiod 公司，其它试剂为国产分析纯。 1.3 形态特征观察
测试菌株接种于燕麦固体培养基（OMA），28 ℃插片培养 5 d 后，将玻璃插片拔出，以 2.5%戊二醛 前固定 1.5 h，磷酸盐缓冲液洗 15—20 min，重复 3 次。 再以 1%锇酸 4℃后固定 2 h，磷酸盐缓冲液洗 15—20 min，重复 3 次。然后乙醇梯度脱水 50%—75%—85% —95%—100%（1）—100%（2）各 10 min，干燥后， 离子溅射金镀膜。置于扫描电镜下观察菌落孢子丝和 孢子的形态特征。同时取培养 15 d 的菌落，在光学显 微镜下观察菌落颜色和色素产生情况。 1.4 生理生化特性测定
收稿日期：2009-12-11；接受日期：2010-03-10 基金项目：国家自然科学基金项目（30700523）、国家“863”计划项目（2006AA10A211）、现代农业产业技术体系建设专项资金项目（NYCYTX-15） 作者简介：张 萌，硕士研究生。Tel：0312-7528500；E-mail：zhangmeng.1204@163.com。刘 伯同为第一作者，硕士研究生。Tel：0312-7528500；
中国农业科学 2010,43(12):2603-2610 Scientia Agricultura Sinica
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2010.12.028
中国马铃薯疮痂病菌生物学特性分析
张 萌 1，刘 伯 1，于秀梅 2，赵伟全 1，刘大群 1
（1 河北农业大学植物保护学院/河北省农作物病虫害生物防治工程技术研究中心，河北保定 071001；2 河北农业大学生命科学学院，河北保定 071001）
关键词：马铃薯疮痂病；链霉菌；表型特征；多样性
Biological Characteristics Analysis of the Pathogens Caused Potato Common Scab in China
ZHANG Meng1, LIU Bo1, YU Xiu-mei2, ZHAO Wei-quan1, LIU Da-qun1
Abstract: 【Objective】 Thirty potato common scab-causing strains isolated from different areas in China were analyzed according to their biological characteristics. 【Method】 The morphological properties of the strains were observed by scanning electron microscope. The biochemical characteristics and the growth restricting factors were tested. The clustering analysis was carried out by SPSS software based on the test results and the data of the 11 standard Streptomyces strains. 【Result】 Among the 30 scab-causing strains, 10 strains belong to S. scabies group, 7 to S. bobili group, 1 to S. turgidiscabies group, 6 to S. galilaeus group, 2 to S. diastatochromogenes group, 1 to S. setonii group, and 3 to S. enissocaesilis group. 【Conclusion】 The results revealed the diversity of potato common scab pathogens in China. Moreover, S. galilaeus, S. bobili and S. enissocaesilis groups were found to be novel pathogens causing potato common scab.
E-mail：liubo0301@yahoo.com.cn。通信作者赵伟全，副教授，博士。Tel/Fax: 0312-7528500；E-mail：zhaowquan@yahoo.com.cn。通信作 者刘大群，教授，博士。Tel：0312-7528500；E-mail：ldq@hebau.edu.cn
第 2 组：孢子丝松散螺旋状，孢子圆柱形，表面 光滑，大小为 1.401 µm × 0.893 µm。菌落灰色，有黄 褐色素产生，产生黑色素。不能利用 ISP 中的甘露醇 为单一碳源，能以羟脯氨酸为单一氮源，对结晶紫（0.5 µg·mL-1）及青霉素（10 IU·mL-1）不敏感，产生硫化 氢，能在 pH 4.5 以上的培养基上生长；对链霉素（20 µg·mL-1）和苯酚（0.1%）敏感。明胶液化强，产生红 褐色素。菌株包括 NM-5，SC-13，SC-14，HB-3，06-3，