炭疽病是一类造成经济损失,普遍存在,毁灭性的植物病害。它是限制紫花苜蓿生产的重要因素,但目前我国有关紫花苜蓿炭疽病的研究较少,尚不明确其病原种类、病原致病性强弱、分布地区、危害现状和品质损失等信息,为查明该病的上述信息,为其防治提供依据。本研究以我国西北地区(甘肃、宁夏、新疆),西南地区(云南、四川)和北方地区(内蒙、黑龙江)栽培的紫花苜蓿为研究对象,于2014年至2018年,通过田间试验、室内试验和温室试验,对各地区的紫花苜蓿炭疽病进行了病害调查、病原分离、形态学鉴定、分子生物学鉴定、致病性测定和常规营养成分测定等工作,获得如下结果。1.我国西北、西南和北方共7省16个调查地区中,确定6省8个地区发生紫花苜蓿炭疽病,由5种炭疽属病原(Colletotrichum spp.)引起。其中,三叶草炭疽菌(C.trifolii)引起的苜蓿炭疽病发生于甘肃酒泉、宁夏银川和新疆昌吉;平头炭疽菌(C.truncatum)引起的苜蓿炭疽病发生于内蒙赤峰和内蒙沙尔沁;毁灭炭疽菌(C.destructivum)引起的苜蓿炭疽病发生于四川新都;北美炭疽菌(C.americae-borealis)引起的苜蓿炭疽病发生于云南小哨、甘肃民乐和内蒙沙尔沁;菜豆炭疽菌(C.incanum)引起的苜蓿炭疽病发生于内蒙赤峰。这些病原中,菜豆炭疽菌(C.incanum)引起的苜蓿炭疽病属于首次报道,为世界新记录,苜蓿为该种的新寄主,而北美炭疽菌(C.americae-borealis)引起的苜蓿炭疽病属于我国首次报道,为我国新记录。2.根据菌落特征、形态学特征以及多基因系统发育学,明确了5种炭疽属病原有3种类型的分生孢子,位于4个复合种群中,即北美炭疽菌和毁灭炭疽菌为直孢子属于毁灭炭疽复合种(destructivum complex);平头炭疽菌和菜豆炭疽菌为弯孢子分别属于平头炭疽复合种(truncatum complex)和白蜡树炭疽复合种(spaethianum complex);三叶草炭疽菌为圆柱孢子属于黄瓜炭疽复合种(orbiculare complex)。另外,对我国已报道的吉林苜蓿炭疽属病原的相关序列重新进行了分析和研究,证实了吉林苜蓿炭疽病病原种JL01为北美炭疽菌,而不是亚麻炭疽菌。因此,我国目前尚无苜蓿亚麻炭疽菌的报道。同时,对5种炭疽菌种代表性菌株的生物学特性和产孢方式进行测定,明确了各菌种的最适生长温度(25—30°C)和最适pH范围(5—7),发现了三叶草炭疽菌和平头炭疽菌存在细胞产孢和刚毛产孢两种产孢方式,而其它3种炭疽菌以细胞产孢为主。3.通过田间调查,发现苜蓿炭疽病主要危害植株茎杆,也会危害叶片,病害发生严重时会危害根颈。各地区不同炭疽属病原引起的炭疽病症状特征基本相同,无明显差异。紫花苜蓿炭疽病发生地区中,甘肃酒泉、宁夏银川、内蒙赤峰3个地区炭疽病发生严重,导致枝条干枯,危害程度高,发病率在39.5%~61.7%之间,病情指数在32.7%~45.4%之间。内蒙沙尔沁,四川新都,甘肃民乐,云南小哨4个地区炭疽病发生较轻,病情指数均在30%以下。对上述炭疽病发生严重地区,感染炭疽病枝条和健康枝条的干重、常规营养成分和18种氨基酸含量进行测定,分析结果表明3个地区健康枝条干重和粗蛋白含量均显著大于感染炭疽病的枝条(P<0.05),且干重损失量达17.05%~22.35%,粗蛋白损失量达18.2%~30.03%。健康枝条中性和酸性洗涤纤维的含量均显著小于感染炭疽病的枝条(P<0.05),而粗脂肪含量健康枝条与感染炭疽病枝条间无显著差异(P>0.05)。总体上,感染炭疽病枝条的总氨基酸含量和必需氨基酸含量均显著低于健康枝条(P<0.05),且总氨基酸损失量达24.85%~30.26%,必需氨基酸损失量达21.37%~30.86%。另外,炭疽病害发生与干重、常规营养成分和氨基酸含量的冗余分析结果表明,植物的干重、粗蛋白、粗灰分、木质素、总氨基酸和必需氨基酸含量与炭疽病害发生呈负相关,而中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维与炭疽病害发生呈正相关。4.通过致病性测定,明确了5种炭疽属病原接种苜蓿种子、生长4天幼苗、生长4周植株后,均可造成病害并引致炭疽症状,并且对种子萌发和幼苗生长影响较大,所以这些病原可能是田间苜蓿播种到发芽死亡的病因。综合来看,测试所用的6个炭疽菌株对紫花苜蓿致病力依次为三叶草炭疽菌C.trifolii(JQLYZ21)>平头炭疽菌C.truncatum(CFLYZ34)>毁灭炭疽菌C.destructivum(XDLYZ45)>北美炭疽菌C.americae-borealis(SEQ2LYZ14)>菜豆炭疽菌C.incanum(CFL2YZ41)>北美炭疽菌C.americae-borealis(MLLYZ28)。5.通过调查、病原物分离鉴定和致病性测定,明确了四川西昌发生的苜蓿茎斑病(Nothophoma sp.)是一种新病害,于我国首次报道。甘肃发生的苜蓿黄萎病(Verticillium alfalfae)和赤峰发生的苜蓿根腐病(Cylindrocladium sp.)为我国两种苜蓿病害新记录,且苜蓿黄萎病是我国的一种对外检疫病害。