Characterization and Pathogenicity of Pseudopestalotiopsis vietnamensis Causing Gray Blight of Wuyi Rock Tea(Camellia sinensis)in China and Specific Mechanisms of Disease Infection

Gray blight disease(GBD)causes significant losses in tea production in China.Although genes and biological processes involved in resistance to fungal disease in tea plants have been identified,specific mechanisms of the GBD infection process remain unknown.In this study,morphological and multi-gene(TEF-TUB-ITS)phylogenetic characteristics were used to identify isolate CLBB1 of Pseudopestalotiopsis vietnamensis.Pathogenicity tests confirmed that isolate CLBB1 from tea leaves caused GBD in the susceptible tea cultivar Wuyi Rock(Camellia sinensis var.sinensis cv.Shuixian).Spores began to germinate 24 h after infection(hai),and after 48 h,elongated fungal hyphae formed from a single conidium.Transcriptome analysis revealed that 482,517,and 369 genes were differentially expressed at 24,48,and 72 hai,respectively,in Wuyi Rock tea leaves.Isolate CLBB1 infection elicited phenotype-related responses and activated defense-related pathways,including plant–pathogen interaction,MAPK signaling,and plant hormone signal transduction,suggesting a possible mechanism underlying phenotype-based susceptibility to CLBB1.Thus,a new Ps.vietnamensis strain causing GBD in the tea cultivar‘Shuixian’was discovered in this study.Transcriptome analysis indicated that pathogen invasion activated chitin-related MAPK pathways and that tea plants required a hormone to restrict CLBB1.

茶轮斑病病原菌的分离鉴定及其拮抗菌筛选

从湖南省武陵山区4个茶叶种植基地采集茶轮斑病病叶,采用组织分离法对病原菌进行分离,通过致病性、形态学、分子生物学鉴定,确定病原菌为茶拟盘多毛孢(Pseudopestalotiopsis theae)。以病原菌为指示菌,采用平板对峙法从病叶中筛选得到效果最佳的拮抗菌kc-6,抑菌率为79.86%,经鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。分析拮抗菌对病原菌菌丝生长的抑制效果,对茶树离体叶片的防效、继代培养稳定性以及对10种作物病原菌的拮抗效果进行评价。结果表明:拮抗菌kc-6可使茶轮斑病病原菌菌丝萎缩变细,部分膨大;其发酵液原液、稀释10倍液和100倍液对茶树离体叶片的防效分别为72.73%、52.55%、3.03%;连续转接培养25次后的抑菌率仍保持70.33%;kc-6菌株对10种作物病原真菌均有抑制效果,其中对茄子褐纹病菌(Phomopsis vexans)、黄瓜枯萎病菌(Phytophthora melonis)、茭白镰刀菌(Fusarium graminearum)的抑制效果较好,抑制率分别为83.00%、80.00%、76.00%。

贵州惠水县茶轮斑病病原菌的鉴定

贵州省惠水县茶区常发生茶轮斑病,对茶叶品质和产量影响较大。为确定该病害的病原菌,本文对病害叶片的病原菌进行分离、纯化和培养,通过柯赫氏法则进行病原菌针刺法和剪切法的致病性测定。并依据病原菌核糖体内转录间隔区、β-微管蛋白、延伸因子-1α进行多基因系统发育分析。基于病原菌多基因系统发育和形态学结果,将病原菌确定为茶假拟盘多毛孢(Pseudopestalotiopsis camelliae-sinensis)。

茶叶斑病病原菌茶拟盘多毛孢(Pseudopestalotiopsis theae)鉴定及生物学特性

从贵州省开阳县茶树叶部病害样品中分离纯化多个形态相似分离物,对其进行了菌落形态、子实体、产孢细胞和分生孢子等形态观察。依据内转录间隔区、部分28s大亚单位rDNA、翻译延伸因子1-α和微管蛋白基因,采用PAUP软件及最大简约法,进行了多基因系统发育树分析。在室内和自然条件下研究了代表性菌株AXLKY2019015对茶树叶片的致病性以及不同温度和pH等条件下该菌株的生长情况。结果表明,代表性菌株AXLKY2019015的菌落形态、子实体、产孢细胞和分生孢子等形态与茶拟盘多毛孢(Pseudopestalotiopsis theae)一致。多基因系统发育树分析表明,AXLKY2019015菌株与茶拟盘多毛孢(Ps.theae)的模式菌株MFLUCC12-0055在系统发育树上聚为一支,其自举支持率为100%。因此,初步确认菌株AXLKY2019015属于茶拟盘多毛孢(Ps.theae)。生物学特性研究表明,AXLKY2019015菌株在PDA培养基上生长最快,生长速率为(1.1728±0.0156)cm/d,显著高于OA和MEA培养基;在PDA培养基上最适生长温度为28℃,最适p H为7.0。致病性分析表明,AXLKY2019015菌株可在室内和自然条件下引起福鼎大白茶叶部产生病斑,符合柯赫氏法则。

纳米抑菌材料的合成及对茶拟盘多毛孢的抑制活性

茶轮斑病是中国茶园的重要病害,易造成叶片脱落甚至使植株死亡,对茶叶产量和品质造成重大影响。本研究采用组织分离法获得病原菌,通过科赫氏法则验证、形态学观察和分子水平鉴定,确定了病原种类;采用共沉淀法制备了纳米氢氧化镁[nano-Mg(OH)2],采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅(nano-SiO2)和纳米二氧化钛(nano-TiO2),利用X-射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对纳米材料的尺寸和外观形貌进行表征;采用菌丝生长速率法比较了3种纳米材料在质量浓度为25 mg/mL时对茶轮斑病病原菌的抑制活性。结果表明:分离所得菌株与茶拟盘多毛孢Pseudopestalotiopsis theae聚在同一分支中,自检支持率达99%,可以确定引起茶轮斑病的病原菌为茶拟盘多毛孢。所合成的nano-Mg(OH)2、nano-SiO2和nanoTiO2分别呈花瓣状、球状以及聚集状的纳米颗粒,在水中的粒径分别为4 342.72、1 199.05和654.95 nm,且均具有一定的团聚行为。供试纳米材料对茶拟盘多毛孢的活性高低依次为nanoMg(OH)2> nano-SiO2> nano-TiO2,其中nano-Mg(OH)2的抑菌效果最佳,150 mg/mL的nanoMg(OH)2施用后3 d抑菌率最高,可达85.14%。研究结果可为茶轮斑病的有效防治提供新的思路和途径。

不同生物药剂对茶炭疽病菌和茶轮斑病菌的室内毒力测定

茶树是我国重要的经济作物,但是由于其主要生长在温暖、湿润的环境,造成了茶树病害的滋生。茶炭疽病和茶轮斑病是茶树的重要病害,目前主要利用化学方法防治,而生物防治方法仍十分有限。本研究利用菌丝生长速率法测定了4种生物药剂对茶炭疽病菌和茶轮斑病菌的室内抑菌活性。结果表明,0.5%香菇多糖对茶炭疽病菌和茶轮斑病菌菌丝生长的抑制作用较好,EC50值分别为9.40μg/mL和2.68μg/mL;其次为6%阿泰灵,EC50值分别为18.25μg/mL和18.63μg/m L,而5%海岛素和3%植物免疫蛋白效果较差。

茶树抗茶轮斑病种质资源的鉴定与初步评价

茶轮斑病是我国各大茶区主要危害病害之一,发掘优质的抗性资源,选育抗性品种是防治茶轮斑病最经济有效的措施。本研究采用茶枝条离体水培的方法对32份茶树种质资源进行抗病性鉴定。结果表明,在供鉴品种中未发现对茶轮斑病免疫的品种。苏茶120、陕茶1号和湘波绿2号等12个品种对茶轮斑病表现为高抗,占总鉴定品种的37.50%。谷雨香、铁观音和金鸡种等7个品种对茶轮斑病表现为高感,占总鉴定品种的21.88%。本研究结果可为抗病新品种选育、抗病分子标记开发和抗病性分子机制研究提供参考。