云南省马铃薯疮痂链霉菌种群分布及环境相关因子分析

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摘要：摘要：【目的】明确云南省马铃薯疮痂链霉菌(Streptomyces spp.)种群分布特征及环境影响因子，为研究疮痂链霉菌遗传多样性、生态多样性及病害防控提供理论参考。 【方法】以从云南省13个马铃薯种植区春冬两季分离得到的67株疮痂病链霉菌为研究对象，调查其在

　　摘要：【目的】明确云南省马铃薯疮痂链霉菌(Streptomyces spp.)种群分布特征及环境影响因子，为研究疮痂链霉菌遗传多样性、生态多样性及病害防控提供理论参考。

　　【方法】以从云南省13个马铃薯种植区春冬两季分离得到的67株疮痂病链霉菌为研究对象，调查其在不同区域、季节和马铃薯品种上的分离频率和种类，分析地理纬度、海拔、土壤pH、容重和孔隙度与疮痂链霉菌分离频率和种类的相关性，并通过主成分分析揭示影响疮痂链霉菌分布的主要环境因子。

　　【结果】调查发现，云南省疮痂链霉菌的种类和分离频率存在明显区域性差异，其中昆明和曲靖分别分离得到 5种疮痂链霉菌，分离频率分别为19.40%和17.91%;丽薯6号品种上分离获得的疮痂链霉菌种类为10种，分离频率为86.57%，而合作88品种仅分离获得S. enissocaesilis，分离频率为13.43%;春季种植区疮痂链霉菌的分离频率為70.15%，明显高于冬季种植区的29.85%。春季种植区疮痂链霉菌的分离频率及种类随纬度上升均呈下降趋势，与海拔存在二项式相关;冬季种植区疮痂链霉菌的分离频率和种类在北纬24°～25°区域均最高，在北纬23°～24°和25°01′区域均有所下降，与海拔存在二项式相关性;在不同土壤物理条件下疮痂链霉菌的分离频率和种类与pH、容重及孔隙度存在二项式相关。主成分分析结果表明，pH、纬度和海拔是影响疮痂链霉菌分离频率的主要因素，纬度和海拔是影响疮痂链霉菌种类的主要因素。

　　【结论】马铃薯疮痂链霉菌分布受种植季节、马铃薯品种、地理纬度、海拔及土壤pH的影响较大，生产中可利用疮痂链霉菌与环境因子的相互关系来控制病原菌的生长和繁殖。

　　关键词： 马铃薯疮痂病;疮痂链霉菌;种群分布;相关性;主成分分析;环境因子

　　引言

　　【研究意义】马铃薯疮痂病是由疮痂链霉菌(Streptomyces spp.)引起的一种细菌性病害，是马铃薯第四大病害(Wanner and Haynes，2009)。疮痂链霉菌在世界不同的马铃薯种植区均有分布，已报道的致病链霉菌有几十种(李爽等，2018)，常见的有S. turgidiscabies、S. scabies和S. acidiscabies(康蓉，2013;邱雪迎等，2019)。云南省地理环境及土壤类型复杂多样，本课题组前期分离获得10种疮痂链霉菌，其病原菌种类明显高于其他省(区)(杨梦平等，2018)。因此，明确云南省马铃薯疮痂链霉菌地理和季节分布规律，揭示其环境影响因子，对当地马铃薯疮痂病防控具有重要意义。

　　【前人研究进展】马铃薯疮痂病菌分布地域性差异明显，美国发现的疮痂病原菌有S. acidiscabies、S. scabies、S. turgidiscabies和S. europaeiscabiei等;法国报道的疮痂病原菌有S. scabies、S. reticuliscabiei、S. europaeiscabiei和S. stelliscabiei等，其特有的病原菌为S. reticuliscabiei和S. stelliscabiei;加拿大發现了S. acidiscabies和S. scabies;韩国报道了S. puniciscabiei、S. luridiscabiei、S. niveiscabie、S. scabies、S. acidiscabies和S. turgidiscabies，其特有的疮痂病原菌为S. puniciscabiei和S. niveiscabie;日本发现的疮痂病原菌有S. scabies、S. acidiscabies和S. turgidiscabies;芬兰报道了S. scabies、S. turgidiscabies和S. aureofaciens;我国疮痂链霉菌分布也呈明显的地域差异，其中马铃薯主产区内蒙古、黑龙江、甘肃、山东、云南和四川等省(区)均发现有S. scabies，该菌为我国马铃薯疮痂病原菌优势种群(Renée et al.，2008;Wanner and Haynes，2009;李爽等，2018)。张萌等(2009)在陕西省发现S. turgidiscabies。杜娟等(2010)报道新疆马铃薯疮痂病原菌为S. acidiscabies和S. scabies。康蓉和王生荣(2013)报道甘肃马铃薯疮痂病原菌为S. scabies和S. griseus。

　　邢莹莹(2015)对分离自黑龙江省的马铃薯疮痂病原菌进行研究，发现即使在同一个省内，不同地区之间的致病菌也存在差异。病原菌种群分布反映了该病原菌与当地气候和土壤条件相互适应的生物学过程，是研究种内及物种与环境关系的重要内容。不同纬度和海拔的地理区域气象因子差异较大，各气象因子协同互作影响微生物种群的分布。任佐华等(2011)在青藏高原三江源地区研究发现，海拔高度与草原土壤中细菌、真菌和放线菌的数量均呈负相关。张宝刚(2018)报道土壤细菌群落的物种丰富度与纬度呈显著负相关，大豆根际细菌群落的物种丰富度与纬度呈显著正相关。土壤容重、孔隙度和pH与微生物数量具有一定的相关性(杨成德等，2007;靳正忠等，2009)。张强等(2011)研究认为马铃薯疮痂链霉菌的分布受土壤pH、温度和湿度的影响。

　　【本研究切入点】云南省马铃薯种植范围广，其种植纬度跨度从北纬21°8′～北纬29°15′，海拔高度从1000～3000 m，纬度与地势变化复合，造成气候类型(北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中温带和北温带)、成土过程及土壤类型的多样性(余志坚，2014)。目前对马铃薯疮痂链霉菌分布的研究主要集中于病原菌种类鉴定上，对云南省疮痂链霉菌的分布规律及环境影响因子研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】以从云南省13个马铃薯种植区春冬两季分离获得的67株马铃薯疮痂链霉菌为研究对象，调查其在不同地区、不同季节和不同马铃薯品种上的分离频率和种类，分析地理纬度和海拔，土壤pH、容重和孔隙度与疮痂链霉菌分离频率和种类的相关性，并通过主成分分析揭示影响疮痂链霉菌分布的主要环境因子，为研究疮痂链霉菌遗传多样性、生态多样性及马铃薯疮痂病防控提供理论参考。

　　1 材料与方法

　　1. 1 试验材料

　　供试马铃薯疮痂链霉菌为课题组前期从云南省13个马铃薯种植区春冬两季采集的马铃薯疮痂病样品(表1)中分离获得67株致病菌，通过形态学和分子生物学鉴定确定为10个种(杨梦平等，2018)，具体信息见表2。供试马铃薯品种为云南主栽品种丽薯6号和合作88。

　　1. 2 土壤物理性质测定方法

　　土壤采集及土壤pH、容重和孔隙度的测定均参考林大仪(2004)的方法。采用五点取样法采集土壤样品。从13个马铃薯种植区采集马铃薯收获时期的根际土壤，装入盒内带回实验室，于4 ℃条件下保存备用。

　　采用酸度计法测定土壤pH;采用环刀法测定土壤容重。

　　土壤容重(dv)=土重(G1-G0)/环刀容积

　　式中，G0表示装土壤样品的铝盒重量(精确到0.1 g)，G1为用环刀采集好的土壤样品转移到已知重量的铝盒内，105 ℃烘箱内烘干至恒重的总重量。

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