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沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)是我国北方重要的多年生栽培豆科牧草,在治理水土流失、防风固沙和改良土壤等方面亦有重要作用。草地持久性差是沙打旺生产中的主要限制因素,真菌性病害是引致草地早衰的主要原因之一。本论文以甘肃省环县不同年龄的沙打旺草地为研究材料,开展了一系列田间、温室和试验室试验,在明确了当地沙打旺主要真菌区系的基础上,以新发现的病害一黄矮根腐病为研究对象,对其病原学、症状学、流行病学进行了系统研究,评价了该病对沙打旺生长的影响,并通过饲喂试验,初步评价了病草对动物健康的作用。
1、发现并命名真菌一新种。从沙打旺病株的茎秆和叶片中分离出一种真菌,正式发表并命名为沙打旺埃里砖格孢新种(Embellisia astragali Li& Nan nov.sp.)。研究确定了其生物学、生理学和寄主范围。适宜菌丝生长的培养基为WHDA、OMA、NA、SHDA、PCA等5种,菌落生长速率为0.16~0.68mm/d;适宜产孢的培养基为WHDA和V-8;菌落生长最适温度为20~25℃,pH4.32~11.29。可利用葡萄糖、蔗糖、甘露糖、果糖等10种碳源,可利用硝酸钾、蛋白胨、硝酸钠、甘氨酸和色氨酸等5种氮源。大部分菌丝生长在基质中,气生菌丝极少。田间调查和接种试验证明,沙打旺埃里砖格孢的寄主植物主要为沙打旺,亦可引起紫云英(A. sinicus)叶片急性坏死小点。
2、发现并命名了沙打旺的一种新病害。将沙打旺埃里砖格孢引致的病害命名为沙打旺黄矮根腐病,并已在国际正式报道。系统研究了该新病害的病原学、症状学、侵染循环和发生条件。采用人工接种技术试验证实了沙打旺埃里砖格孢为该病害的病原,人工接种发病率62~98%,系统研究并确定了该病症状及诊断特征。从甘肃、内蒙古、宁夏和陕西等4省区的9批种子中分离出该病菌,分离率0.2~44.6%。种带病菌系该病的初侵染来源,病菌以休眠菌丝分布于沙打旺种皮中,随着种子萌发扩展到幼苗的根颈部、下胚轴、子叶和真叶中。茎基部越冬菌丝随枝条伸长由茎秆髓部和内皮层中向上扩展,到达叶柄、叶片、穗轴和子房中,植株生长中后期到达茎秆表皮层,引起变色。病菌可由茎秆向下扩展到根颈和根部。播种第二年在田间出现发病中心。病菌在病株茎基部、根颈和根中以菌丝越冬,返青2周后开始发病。33%的分生孢子和21%的分生孢子梗在田间的病残体上可存活10个月以上,在土壤中最多存活5个月,病叶产孢需要空气相对湿度大于85%,在田间主要在秋季在死亡植株产孢。分生孢子通过气流和雨水飞溅传播。孢子萌发需要水滴或水膜,可侵染寄主植物的任何部位,在田间主要从茎基部侵入。喷雾接种时潜育期为2周,根部接种时需要5周。降雨频繁有利于产孢和侵染。
3、明确了沙打旺真菌区系及主要真菌的致病力。从沙打旺植株、根系和种子上共分离出29属35种真菌,平均分离率大于1%的真菌,主要有沙打旺埃里砖格孢、细交链孢(Alternaria alternate)、1未定种链格孢(Alternaria sp.)、茄腐镰孢(Fusarium solani)、尖镰孢(F. oxysporum)、厚垣镰孢(F. chlamydosporum)。对11种主要真菌致病力测定表明,除细交链孢和未定名链格孢外,其余各参试真菌均可引起根腐症状,其中沙打旺埃里砖格孢的致病力极强,引起39.36%的植株死亡,其次分别为尖镰孢、厚垣镰孢、茄腐镰孢、燕麦镰孢(F. avenaceum)、半裸镰孢(F. semitectum)、环珠镰孢(F. verticilloides)(Syn.串珠镰孢F. moniliforme)、Conostachys rosea(Syn.粉红胶帚霉Gliocladium roseum)和草芽枝孢(Cladosporium herbarum)。人工分别接种5种主要真菌后的5~10个月中,有17.5~31.6%的植株死亡。由多种真菌引致的沙打旺根颈和根腐病是导致沙打旺草地早衰的主要原因,其中沙打旺埃里砖格孢起主要作用。
4、初步明确了黄矮根腐病降低沙打旺草地生产力与持久性。沙打旺黄矮根腐病田间发病率12~100%,4~8龄植株的发病率最高,3龄以下的植株发病率较低。与健株相比,病株枝条数增加66.6~138.3%,单株干重下降17.0~51.5%,株高下降34.3~47.2%,植株密度显著降低,草地植株死亡率为26.0~99.6%,发病较轻的3龄草地开花初期的草产量为6500 kg/km2,而发病严重的4、6和8龄草地产草量分别为3890、1764和50 kg/hm2,分别相当于3龄草地的59.8%、27.1%和0.08%,草产量随草地年龄的增加而显著降低。
5、初步明确了罹病沙打旺影响小白鼠(Mus musculus)健康。罹病沙打旺可溶性糖、苯丙氨酸和天门冬氨酸含量显著降低,粗蛋白质、粗脂肪和粗纤维含量未发生明显改变。用含有20%沙打旺病株草粉的饲料饲喂SPF级BABL/C品系小白鼠6周,小白鼠对病株饲料的利用率仅相当于饲喂标准饲料的43.9%,饲喂健株饲料的34.3%。与对照相比,饲喂病株饲料的小白鼠体重降低,肝脏增大,血清谷丙转氨酶含量显著增高,肝脏、肾脏、脾脏和肺等器官均出现组织病变。