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尼日利亚伊巴丹栽培番茄地方病及病原微生物筛选

Etaware点和Oyetunji OJ

尼日利亚伊巴丹大学理学院植物系

通讯作者:
Etaware点
Peter Mudiaga Etaware,植物系
伊巴丹大学理学院
尼日利亚伊巴丹
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:22/02/2019;接受日期:11/03/2019;发表日期:20/03/2019

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摘要

2011年,尼日利亚伊巴丹的一个商业农场报告了一次零星疾病暴发,一个病理学家小组进行了调查。疾病诊断及病理在田间进行了筛选,结果表明番茄植株遭受了多种真菌菌株的多重感染。

采用标准实验室技术对分离株进行鉴定。还进行了致病性和严重程度测试(在体外而且在活的有机体内).有人观察到匍匐根霉,烟曲霉,答:sclerotirium每种都造成60%的感染。观察到的症状包括叶斑、下叶枯萎和叶片严重坏死、根部周围枯萎和形成白色菌丝团,在极端情况下,整个番茄苗死亡。此外,在未成熟和成熟的果实上都观察到果实腐烂和病变。一个共同疾病管理战略迫在眉睫,势在必行。

关键字

坏死,枯萎病,诊断,病变,菌丝,致病性

简介

2011年,尼日利亚伊巴丹的一个商业番茄田报告了一次自发性疾病暴发,为确定散发性疾病暴发的原因进行了调查。商业蔬菜田栽培的几个番茄品种在未成熟(青果)和成熟(成熟果实)阶段受到影响。田间观察到番茄果实病变、叶片坏死和全株死亡。在一些受感染的番茄植株的根际周围发现了可见的菌丝生长,这表明真菌物种在疾病的发展中所起的作用。受感染的番茄田周边面积约为10万平方米。它位于尼日利亚伊巴丹的一个郊区社区Apèté。

番茄(Lycopersicon esculentum Mill。同义词茄属)富含维生素a(视黄醇:保持良好视力和健康皮肤所必需)、维生素C(抗坏血酸-促进身体代谢功能和其他酶促反应所必需)、番茄红素和钾[1];取得了长足的进步,不仅在距离原产地的距离上,而且在品种改良、抗病能力、贮藏质量和加工技术方面;如今,转基因品种众多基因改良杂交和杂交种在世界各地均有种植[2].

这种多功能性加上对新鲜水果的需求不断增长,使番茄成为本世纪主要作物之一的发展趋势。2].对新鲜番茄果实不断增长的需求主要受到番茄因病原体而导致的田间损失的威胁[3.],以及由于新鲜水果极易腐烂,因此没有足够的储存设施存放它们[4].番茄病害暴发的诊断病例大多是由一些土壤传播和空气传播真菌的生理活动引起的[3.];很少有细菌和一些蠕虫喜欢的番茄果实Heliothis来,会损害番茄幼苗的叶和芽[2].

迈克尔等人。[3.报道称,大量的真菌菌株可以感染田间的番茄植株和水果,最终导致收获后的损失。阿利皮等人[5]和Saygili等人。[6]还报告了阿根廷栽培番茄的一种被称为“番茄髓坏死”的细菌性疾病(由土壤传播的病原体“波状假单胞菌”引起)的零星和自发蔓延,导致番茄植物的大规模破坏和国家经济的巨大财政损失。权及洪[4,记录了晋州市场番茄果实软腐病的灾难性爆发,由真菌“总状毛霉”引起,也造成了巨大的经济和财政损失。

因此,本研究旨在确定商品菜田自然病害暴发的致病因子、番茄植株可能的侵染方式、病原菌侵染因子越冬的来源及病害的控制方法。这将大大有助于非洲和全世界对抗粮食腐败和粮食短缺。

材料与方法

农场的描述

商业番茄农场位于尼日利亚伊巴丹郊区Apèté村。农场的植被混合种植了经济上重要的树木(棕榈树,芒果和木瓜),蔬菜(西红柿,辣椒和其他叶蔬菜),以及其他植物,如木薯,菠萝和玉米植物也在农田中种植。该农场位于尼日利亚植被带的热带雨林地区,因此它享有最佳的气候条件农业活动。

GPS坐标

该商业蔬菜农场位于世界地图上,分别位于北纬07°26I57II和东经03°52I20II。农场的坐标是利用卫星全球定位系统(GPS)追踪器确定的,如图所示图1

agriculture-and-allied-sciences-farm-location

图1:有GPS坐标的农场空间地图。

菜场的天气状况

商业菜田位于伊巴丹Apèté;尼日利亚奥约州的年降雨量为788毫米至1884毫米,年平均温度约为26.6°C,相对湿度持续较高,年平均湿度大于80%。

实地观察和疾病筛查

在田间人工筛选了几个番茄品种(使用标准化诊断程序)以确定是否存在病害。将受感染的芽、果和土壤样品分离出来,在实验室进行分析。

样品收集

从6个不同品种的番茄植株中随机收集了约36个番茄芽和果实的感染样本;它们都被仔细地贴上了标签,每个都放在一个无菌聚乙烯袋中。还从受感染番茄植株的根际(主要来自表现出严重疾病症状的番茄嫩枝)采集土壤样品,并用无菌滤纸包裹;然后将样本转移到伊巴丹大学植物系的病理学和真菌学研究实验室;用于疾病诊断和进一步分析。

病原有机体的隔离

用于分离致病因子的程序是对Ijato等人的方法的修改。[7].用5mm无菌软木钻将感染的叶片样本切成径向直径为5mm的小片,表面用75%乙醇消毒,用无菌蒸馏水分别冲洗三次,以消除乙醇的痕迹;然后用直接镀膜技术将其接种到新鲜制备的(全强度即39 g/L)马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)中。

用10%次氯酸钠对感染番茄苗的茎和根进行表面消毒。然后纵向切开,露出维管束。将已经暴露的茎和根进一步切成垂直长度为5毫米的更小单位,在75%乙醇中消毒,在无菌蒸馏水中连续三次冲洗,然后镀在新鲜制备的马铃薯葡萄糖琼脂(用于真菌生长)和营养琼脂(用于细菌生长)上。培养样品在标准室温(25±2℃)下孵育,真菌菌株孵育7天,细菌菌株孵育最多48小时,然后通过直接筛选和一系列传代培养获得纯培养物。

分析样品制备

从受感染植物中提取的土壤样品在实验室室温下风干24小时。大约,每个土壤样品1克悬浮在10毫升无菌蒸馏水中30分钟,用手定期摇晃以增强均质性。从每种溶液(原液)中取1毫升移液到9毫升无菌蒸馏水中滴定到试管中。这一过程重复了九(9)个试管,每个试管含有9毫升无菌蒸馏水。稀释系数为10-1, 10-2, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 10-10年获得了。

接种采用浇板技术/方法。每种稀释因子各取1毫升无菌加入新鲜制备的培养基(PDA和营养琼脂)。将培养基轻轻旋转并倒出以除去多余的水分。然后在25±2°C下,在培养箱中孵育24小时- 48小时(用于细菌生长)和7天(用于真菌生长)。

接种量(微生物负荷)的测定

每个分离株的纯培养物在全强度(39 g/L)马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)斜面上培养,放在14 ml麦卡特尼瓶中,用作储备培养物。本实验采用从感染根际采集的土壤样品进行连续稀释得到的分离菌7天纯培养。培养基中注入无菌蒸馏水,旋转后倒入无菌容器;提取孢子。使用孢子计数器(伊巴丹大学中央实验室)校准1毫升孢子悬浮液,并记录每毫升孢子的数量。得到的结果孢子值乘以相应的稀释因子,以给出实际孢子数的真实代表。

病因因素的识别

病原体的鉴定是用标准的实验室技术完成的。由Alexopoulos等人、Emmons等人、Keith Seifert、John等人、Lunn、Sarbhoy和Schipper [8-14].在棉蓝染色中用乳酸酚对各菌株制备载玻片,在分光显微镜下观察。根据菌丝形态和培养板上的方向,仔细鉴定每个分离株;代谢物的产生;各种子实体的存在,如孢子体(大孢子)、小孢子、小孢子、分生孢子和孢子囊孢子。

致病性试验

为了确定从患病样本中获得的分离物实际上是在番茄植株和果实上观察到的疾病(症状)的致病因子;按照Alexander Koch引入的方法对分离株进行筛选分析[15].

番茄种子的来源

本实验使用了三(3)种番茄种子。它们是樱桃番茄(番茄)、红醋栗番茄(l . pimpinellifolium),牛膝草.esculentum。这些种子来自国家遗传资源和生物技术中心(NACGRAB)。

土壤灭菌

本实验中用于土壤灭菌的方法基本上是对农村和小规模农业中植物育种家使用的标准技术/方法的修改。表层土壤采集自伊巴丹大学植物系苗圃。将土壤装入槽中,浇水并在受控焚化炉中蒸至100°C的温度一(1)小时;以消除土壤基质天然“动植物”群落的痕迹。土壤冷却后再转移到筛房进行种植。

土壤分析

土壤分析采用标准技术进行。进行这项分析是为了确定土壤样品对未感染土壤的微生物负荷。收集灭菌和未灭菌土壤样品共1g,并适当标记。土壤样品在100°C下灭菌6(1)小时。将采集的样品无菌导入试管,对悬液进行连续稀释;1毫升稀释系数为103和106用倒板法无菌接种到新鲜制备的马铃薯葡萄糖琼脂(用于真菌生长)和营养琼脂(用于细菌生长)中。

孢子悬液的制备

分离物被培养至成熟(作为纯培养物)。在7的末尾th白天,用无菌蒸馏水冲洗含有纯分离物的培养板,旋转并倒入不同的无菌锥形烧瓶中,并根据分离物进行标记。对采集的孢子样品进行连续稀释,用血细胞计测定接种体大小。接种量维持在3.2 × 106每毫升孢子样品的孢子数。

筛室分析实验设计

实验采用析因设计(FD)法进行。试验植物以3 × 3 × 13的形式放置在筛网室内。实验数据以“均数±标准差(mean±Standard Deviation, SD)”表示,采用Minitab 16.0统计软件进行方差分析,采用Least significant Difference (LSD)、Duncan Multiple Range Test (DMRT)和fisher’Pairwise Comparison (FPC)分离有统计学意义的均数。图表和图表被用作定性和定量数据的描述工具。

现场试验

第一个实验旨在确定每个分离株在现场观察到的疾病症状复制中的作用。将大约50毫升孢子悬浮液无菌滴注于移植苗的根际周围,然后用表土覆盖。实验允许进行一个月,在此期间农艺番茄幼苗株高、叶面积、茎长、叶片数、分枝数等参数;每周进行一次,在植物系的屏风室中仔细观察,让番茄植株生长到结果期。从显示典型疾病症状的选定样本中重新分离引入的分离株。

结果

到目前为止,所获得的结果表明,除第7(7)次之后建立的对照外,分离株在不同程度上复制了试验植物的疾病症状th)接种日(图2而且3.).第14天观察到同样的趋势(图4而且5).

agriculture-and-allied-sciences-tomato-seedlings

图2:7后各真菌分离株疾病严重程度百分比th无病番茄苗接种日。

agriculture-and-allied-sciences-fungal-isolates

图3:其他真菌分离株的疾病严重程度百分比为7th无病番茄苗接种日。

agriculture-and-allied-sciences-inoculation

图4:各真菌分离株经14th无病番茄苗接种日。

agriculture-and-allied-sciences-disease-severity

图5:其他分离株疾病严重程度百分比在14th无病番茄苗接种日。

观察到,接种一周后,不同物种的疾病严重程度差异很大(图2-5).如表1,有人观察到匍匐茎霉、青曲霉、菌核菌、地霉菌、镰刀菌而且f . verticilloides在试验使用的品种1(+++)上,每个品种的病害表达率均为60%;然而,A. clavatus, A. flavus, F. solani而且答:尼日尔在实验番茄植株上约20%的病害症状表达呈轻度显著水平(+)。病圃而且答:来自烟每组有2 / 5的试验植株感染(++),即40%的症状表达基于其在番茄植株内的微生物活性(P<0.05) [16].

S / N 观察 迹象表明
1 零植物部分感染 -
2 五分之一” +
3. 五分之二” ++
4 五分之三” +++
5 五分之四” ++++
6 所有的“ +++++

表1。采用病害严重程度评分法,对无病害番茄植株在筛选室内进行原位试验。

第7天,在试验植物品种2上也发现了同样的效果(表2而且3.).有人观察到r . stolonifer来自烟曲霉属真菌,答:sclerotirium在观察的番茄植株(+++)上表现出高水平的生理表现的疾病症状,经计算,其面积在试验植株体面积的60%以内;紧随其后的是A. glaucus, A. terreus, A. flavus而且f .以上(40%);其他菌株对番茄植株影响不显著(20%)。一个类似的此外,还描述了番茄品种3的趋势A. glaucus, A. fumigatus而且答:terreus在接种番茄植株上表现出60%(+++)的病害表达,其次为R. stolonifer, A. sclerotirium, A. clavatus, A. flavus而且f .以上各有40%的病效;而丝虫病菌,黄萎病菌,尖孢菌而且答:尼日尔接种后植株的病害表达水平达到20%th接种日(表4).

真菌分离 不同一个 不同两个 各种三
发病率 严重程度 发病率 严重程度 发病率 严重程度
答:尼日尔 是的 + 是的 + 是的 +
病圃 是的 ++ 是的 + 是的 +
f .以上 是的 + 是的 ++ 是的 ++
f . verticilloides 是的 +++ 是的 + 是的 +
f . Scirpi 是的 +++ 是的 + 是的 +
答:flavus 是的 + 是的 ++ 是的 ++
答:terreus 是的 +++ 是的 ++ 是的 +++
答:clavatus 是的 + 是的 + 是的 ++
答:sclerotirium 是的 +++ 是的 +++ 是的 ++
答:来自烟 是的 ++ 是的 +++ 是的 +++
答:glaucus 是的 +++ 是的 ++ 是的 +++
r . stolonifer 是的 +++ 是的 +++ 是的 ++
控制 没有 - 没有 - 没有 -

表2。病害严重程度的测定及各分离株对无病番茄幼苗第7天的侵袭程度。

真菌分离株 不同一个 不同两个 各种三
发病率 严重程度 发病率 严重程度 发病率 严重程度
答:尼日尔 是的 ++ 是的 + 是的 ++
病圃 是的 ++ 是的 + 是的 +
f .以上 是的 ++ 是的 ++ 是的 ++
f . verticilloides 是的 + 是的 +++ 是的 ++
f . Scirpi 是的 ++ 是的 + 是的 ++
答:flavus 是的 + 是的 ++ 是的 +++
答:terreus 是的 +++ 是的 ++ 是的 +++
答:clavatus 是的 ++ 是的 + 是的 ++
答:sclerotirium 是的 ++ 是的 +++ 是的 +++
答:来自烟 是的 +++ 是的 ++ 是的 +++
答:glaucus 是的 +++ 是的 ++ 是的 +++
r . stolonifer 是的 +++ 是的 + 是的 +++
控制 没有 - 没有 - 没有 -

表3。病害严重程度测定及各分离株对无病番茄幼苗第14天的侵袭水平。

真菌分离株 疾病严重程度(%)
不同一个 不同两个 各种三
答:尼日尔 20. 20. 20.
病圃 40 20. 20.
f .以上 20. 40 40
f . verticilloides 60 20. 20.
f . Scirpi 60 20. 20.
答:flavus 20. 40 40
答:terreus 60 40 60
答:clavatus 20. 20. 40
答:sclerotirium 60 60 40
答:来自烟 40 60 60
答:glaucus 60 40 60
r . stolonifer 60 60 40
控制 0 0 0

表4。无病番茄幼苗接种第7天后各真菌分离株疾病严重程度百分比。

此外,它是在14th接种日A. glaucus, A. terreus, A. fumigatus, A. sclerotirium而且根霉stolonifer在用于该实验的三(3)种番茄植株中至少有两(2)种保持高度毒力,产生在田间观察到的类似症状(图6-8),约60%的番茄苗被感染(表5).而孤立的人黄曲霉、黑曲霉、紫曲霉、黄曲霉、褐曲霉、褐曲霉而且病圃在接种后的番茄植株上诱导病害的能力急剧下降(P<0.05),在本试验所用的3个番茄品种上,病害的平均表达水平≤40% (图9-13).

agriculture-and-allied-sciences-re-establishment

图6:应用科赫假设重建疾病症状。

agriculture-and-allied-sciences-postulate

图7:应用科赫假设重建疾病症状。

agriculture-and-allied-sciences-symptoms

图8:应用科赫假设重建疾病症状。

真菌分离株 疾病严重程度(%)
不同一个 不同两个 各种三
答:尼日尔 40 20. 40
病圃 40 20. 20.
f .以上 40 40 40
f . verticilloides 20. 60 40
f . Scirpi 40 20. 40
答:flavus 20. 40 60
答:terreus 60 40 60
答:clavatus 40 20. 40
答:sclerotirium 40 60 60
答:来自烟 60 40 60
答:glaucus 60 40 60
r . stolonifer 60 20. 60
控制 0 0 0

表5所示。无病番茄苗接种14 d后各真菌分离株疾病严重程度百分比。

agriculture-and-allied-sciences-leaflet-count

图9:真菌病原体再接种番茄植株的叶片数。

agriculture-and-allied-sciences-tomato-plants

图10:真菌致病菌再接种番茄植株的叶面积百分比。

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图11:真菌致病菌再接种番茄植株茎周百分比。

agriculture-and-allied-sciences-fungal-pathogens

图12:真菌致病菌复接种番茄植株的株高。

agriculture-and-allied-sciences-re-infected

图13:复染第7天番茄幼苗分枝数的比较

讨论

在微观世界中经过一段时间的密切观察后,将推断出的真菌病原体长期暴露在健康的番茄幼苗上,导致番茄植株产生感染(类似于在田间观察到的感染)。大多数分离株能够复制在田间观察到的疾病症状,并且所观察到的症状(叶斑、下叶枯萎、部分番茄植株普遍坏死、萎蔫和死亡)基本在最靠近土壤的受感染植株的老叶、茎和根上观察到,而年轻叶片和新形成的叶片未受明显影响。

这可能暗示了疾病的进入和传播方式(从植物的底部到顶部);以及迈克尔等人所述的病原体(自然中的土壤)的起源。[3.].因此,雨水飞溅或从受感染土壤中溢出的水可能会促进疾病的传播。美利坚合众国粮农组织(粮食及农业研究组织)也描述了类似的感染模式[2].

病原体如A. terreus, A. sclerotirium, A. fumigatus, A. glaucus,根霉stolonifer对所调查的番茄品种均表现出较高的侵袭性。随着番茄植株的时间、年龄和发育阶段的不同,疾病症状往往会增加并变得更加明显。该疾病趋势与Alippi等人报道的趋势相同。[17]和Saygili等人。[6].这一结果也与美利坚合众国粮食及农业研究组织的文件/报告相符[2].

在密闭的微观世界中进行的致病性试验中,大多数接种外推病原菌的番茄植株的株高、茎围、小叶面积、小叶分枝和叶片数均有所下降。这一观察结果可能部分是由于真菌病原体(在宿主植物内)高度复杂的致病活性对受感染番茄幼苗的发育阶段和生长速度产生了不利影响,导致活力丧失(萎蔫),茎围降低,叶面积减少;暗示着…的无偿损失光合作用活动由于减少植株大小和减少产量的番茄植株。这些发现与美利坚合众国粮食及农业研究组织[2],指出病原菌对番茄植株造成的大部分损害都显著影响番茄植株在各个发育阶段的品质和产量。

番茄植株接种尖孢镰刀菌,答:clavatus而且答:尼日尔对寄主植物的株高、茎围、叶面积等农艺参数均有正增加;不过,受感染番茄植株的叶斑、叶面坏死和枯萎病等症状仍然存在。观察到的农艺参数增加的一个可能解释可能是由于这些真菌分离物的活动可能触发寄主植物固有的一些生长激素的反应;或者这些病原体本身会产生大量的生长激素,导致受感染番茄植株的生长速度加快或发育阶段加快;这种情况与真菌引起的愚米病是同义词。”藤仓赤霉”(syn -镰刀菌素moniliforme而且镰刀菌素verticilloides)在日本报导[15在那里,受感染的水稻植株有良好的营养生长。

这一报告与Mohamed的报告相反,Mohamed明确指出,枯萎病菌导致了受感染番茄植株的发芽率显著下降,并降低了一些农艺参数,如株高和其他形态数据。

结论

从患病番茄样本中分离出的病原体产生的症状与最初在田间观察到的症状相同。一般叶枯病、局部和全局性坏死、番茄幼苗枯萎、成熟和未成熟浆果植株枯萎和死亡等疾病症状最常见。与土壤接触的健康番茄浆果也会患上这种疾病,这表明导致传染病的病原体主要是雷竞技网页版由土壤传播的。

目前在尼日利亚,有关田间作物和蔬菜(尤其是番茄)自发爆发疾病的报道已成为农民和番茄及番茄产品消费者关注的主要问题;最终以应付货物税下降的形式,收入短暂下降到政府。因此,应该高度关注并提供解决方案来打击这些微生物叛乱分子及其对番茄植物的威胁,以缓解粮食材料的短缺,加强国家和世界的粮食安全。

鸣谢

我要感谢John O.主任和Esther Etaware夫人为完成这项研究提供的道义和财政支持所作的努力。你们的仁慈和仁慈永远不会没有回报,上帝保佑你们俩。

道德的声明

兹确认o.j. Oyetunji教授声明,他没有任何利益冲突,他积极参与了该领域的研究和实验室疾病分析材料的采购。

参考文献

全球科技峰会