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在澳大利亚,自 2016 年起大蒜就出现存储和田间腐烂问题。研究人员针对此开展 “澳大利亚大蒜干腐病病原菌鉴定” 研究,确定病原菌为串珠镰刀菌(F. proliferatum),这是澳大利亚首次相关报道,为病害防治提供依据。
在澳大利亚的农业领域,大蒜作为一种重要的农作物,其种植和存储过程中的健康状况一直备受关注。然而,自 2016 年起,在澳大利亚昆士兰州的洛克耶山谷,大蒜的存储和田间生长阶段都遭遇了令人头疼的问题 —— 腐烂。大蒜的蒜瓣上出现小棕色病变、脱水病变,并且蒜瓣变软,而大蒜球茎的外皮却看似正常,这些症状严重影响了大蒜的品质和产量,给种植户带来了经济损失。为了解决这一棘手问题,找出引发大蒜腐烂的真正 “元凶”,来自澳大利亚昆士兰大学(The University of Queensland)的研究人员 Jessie Rose Harper、Victor J. Galea 和 Cherie F. Gambley 展开了深入研究。
研究人员从有干腐症状的大蒜(品种为 Glenlarge)中分离病原菌。他们选取有病变的蒜瓣,经表面消毒后,置于特定培养基培养,再通过单孢分离技术获得纯培养物。之后,利用分子生物学手段,对病原菌的翻译延伸因子 1 - α(TEF11)基因区域进行 PCR 扩增和测序,最终确定病原菌为串珠镰刀菌(Fusarium proliferatum)。为了验证该病原菌的致病性,研究人员还进行了致病性测试,结果表明该菌确实能使大蒜产生与田间和存储中相似的腐烂症状,成功满足柯赫氏法则(Koch’s postulates)。这一研究成果发表在《Australasian Plant Pathology》上,意义重大。它首次明确了澳大利亚大蒜干腐病的病原菌,为后续制定针对性的防治策略提供了关键依据,有助于减少大蒜种植和存储过程中的损失,保障农业生产的经济效益。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先是病原菌分离技术,从患病大蒜中分离出疑似病原菌;其次是 PCR 扩增技术,用于扩增病原菌的 TEF1 基因区域;然后是测序技术,通过对扩增产物测序确定病原菌种类;最后是致病性测试,验证所分离病原菌是否为致病原因。
研究结果如下:
- 病原菌形态特征:在 ? PDA 培养基上,菌落呈现白色至浅紫色或粉色,呈絮状且有气生菌丝。该菌能产生大量无隔的、棒状的微分生孢子,大小为 3.3 - 10.3μm×1.1 - 3.0μm(n = 40),还观察到一些有 2 - 4 个分隔、略微弯曲但相对较直的大分生孢子,大小为 14.2 - 25.6μm×1.1 - 4.7μm(n = 40),未观察到厚垣孢子。根据这些形态特征初步鉴定为镰刀菌属(Fusarium sp.)。
- 病原菌分子鉴定:对分离菌的 DNA 进行提取,利用特定引物对 TEF1 基因区域进行 PCR 扩增和测序。结果显示,来自不同样本的部分菌株的 TEF1 核苷酸序列有高度一致性,且与 Genbank 中已知的串珠镰刀菌序列匹配,从而确定病原菌为串珠镰刀菌。
- 致病性测试结果:用分离得到的串珠镰刀菌纯培养物制备分生孢子悬浮液,接种到表面消毒的大蒜蒜瓣上,以无菌水作为对照。16 天后,接种菌株的蒜瓣出现变色、腐烂症状,而对照组未出现。从有症状的蒜瓣中再次分离出的病原菌仍为串珠镰刀菌,证实了该菌的致病性。
研究结论表明,串珠镰刀菌是导致澳大利亚大蒜干腐病的病原菌。这一发现填补了澳大利亚在该领域的研究空白,为大蒜干腐病的防治提供了理论基础。在讨论部分,研究人员指出,虽然在其他国家已报道串珠镰刀菌可引起大蒜腐烂,但在澳大利亚这是首次发现。这一发现有助于澳大利亚相关部门制定更有效的大蒜病害防控措施,如优化种植管理、研发针对性的杀菌剂等,对于保障澳大利亚大蒜产业的健康发展具有重要意义。同时,该研究也为其他地区研究类似植物病害提供了参考,推动了全球植物病理学领域的发展。