中国北方稻田及其周边环境中根结线虫种类鉴定

【目的】了解我国北方稻田及其周边环境中根结线虫的种类,为进一步制定水稻根结线虫病的防治策略提供参考。【方法】2020和2021年春季从我国河南、山东、宁夏、北京、吉林、黑龙江、新疆、甘肃、河北、辽宁、山西、陕西和内蒙古13个省(直辖市/自治区)的连片稻田、周围田埂、旱地等采集了1032份土样,每份土样与灭菌河沙混合后平均分成3等份分别放入花盆中,盆中一半播水稻一半播番茄,50 d后检测水稻或番茄根系是否有根结产生。挑取阳性样品根结中的雌成虫,制作会阴花纹玻片,对根结线虫种类进行形态鉴定;同时利用我国常见6种根结线虫特异性引物对土样中的根结线虫种类进行分子鉴定。【结果】生物测定结果显示,有119份土样能够引起水稻或番茄幼苗产生根结,总检出率为11.53%,其中宁夏回族自治区土样检出率最高,为33.33%。在根结线虫种类鉴定中发现,拟禾谷根结线虫(Meloidogyne graminicola)为北方水稻产区优势种,占鉴定样品的96.83%;花生根结线虫(M.arenaria)、北方根结线虫(M.hapla)、南方根结线虫(M.incognita)、象耳豆根结线虫(M.enterolobii)和爪哇根结线虫(M.javanica)分别占鉴定样品的84.13%,52.38%,31.75%,15.87%和3.17%。受1,2,3,4,5和6种根结线虫侵染的土样比例分别为11.11%,28.57%,28.57%,28.57%,3.18%和0%。其中最常见的为拟禾谷根结线虫、南方根结线虫、花生根结线虫和北方根结线虫混合侵染(23.81%),其次为拟禾谷根结线虫和花生根结线虫混合侵染(22.22%),再次为拟禾谷根结线虫、花生根结线虫和北方根结线虫混合侵染(15.87%),其他不同种类根结线虫混合侵染的田块比例不超过10.00%。【结论】根结线虫广泛分布于我国北方稻田及其周边环境中,其中拟禾谷根结线虫为优势种,象耳豆根结线虫也已适应低温由南向北扩散,今后应加大研究根结线虫在北方露地低温环境下的适应能力及扩散和危害风险,制定相应的防治措施。

根结线虫种群的线粒体DNA分析

在同工酶和形态学鉴定的基础上, 利用引物#C2F3和#1108对42个根结线虫种群线粒体DNA(mtDNA)中的COII和LrRNA间区域进行特异性PCR扩增, 35个种群的扩增产物约为1. 7kb,其中29个是南方根结线虫, 6个是爪哇根结线虫; 3个花生根结线虫种群的扩增产物约为1. 1kb; 1个种群的扩增产物约为0. 7kb,为根结线虫属在中国的新记录种; 3个北方根结线虫种群的扩增产物约为0. 5kb。用单条2龄幼虫提取物作模板得到的结果与大量提取DNA作模板的结果相同。为了区分产生相同大小片段的南方根结线虫和爪哇根结线虫,用限制性内切酶HinfⅠ对扩增产物进行酶切,结果表明:所有供试的南方根结线虫都可以被HinfⅠ酶切,且产生约1. 3和0. 4kb的2个限制性片段;但供试的爪哇根结线虫种群不能被酶切。由此表明,利用mtDNA PCR及酶切实验可以作为快速而准确地鉴定常见根结线虫的方法。

鲁西北保护地蔬菜根结线虫病发生危害及防治措施

调查发现目前鲁西北区保护地蔬菜上发生为害的根结线虫有南方根结线虫(Meloidogyne incognita)、北方根结线虫(M.hapla)、花生根结线虫(M.arenaria)和爪哇根结线虫(M.javani-ca),其中南方根结线虫占90%以上,引起多种蔬菜根结线虫病.相当感病或高度感病的蔬菜有黄瓜、茄子、番茄、西葫芦、西瓜、菜豆,在同一棚内连作高度感病蔬菜,株发病率可高达80%～100%,病根结指数大于40,造成减产30%～40%.采用阿维菌素乳油连续2年上、下茬4次施药,防治效果可达92.38%.

番茄响应南方根结线虫侵染相关转录因子的初步分析

为明确番茄接种根结线虫后基因种类和表达量在转录水平的变化规律,利用RNA-seq对未接种及接种南方根结线虫2龄幼虫6、12、24和48 h的番茄进行转录组测序,探究番茄响应南方根结线虫侵染相关的关键转录因子,并采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果显示,接种南方根结线虫后6、12、24和48 h分别有350、390、580、1154个基因差异表达,其中差异表达转录因子分别为11、11、19、50个。这些转录因子属于15个家族,其中数量最多的为MYB家族和bHLH家族(均为20个),其次是ERF家族19个、WRKY家族15个、bZIP家族9个。南方根结线虫侵染过程差异表达最明显的主要为ERF、WRKY、MYB和bHLH家族转录因子,其中Solyc03g005520、Solyc02g094270和Solyc09g066350显著上调,接种后48 h log2FC分别为9.16、6.49和6.33;Solyc02g079280、Solyc12g100140和Solyc04g072460显著下调,接种后48 h log2FC分别为-2.60、-1.72和-1.70。qRT-PCR验证结果显示,6个随机选取基因的表达趋势与测序结果基本一致。以上结果表明,ERF、WRKY、MYB和bHLH家族转录因子可能参与番茄与南方根结线虫互作,在番茄响应南方根结线虫侵染反应中发挥着重要的调控作用。

华东地区根结线虫的调查

通过对华东地区 6个省 10 4个样本根结线虫区系调查 ,应用会阴花纹技术和酯酶同工酶技术将 65种植物上的根结线虫鉴定为南方根结线虫、花生根结线虫和爪哇根结线虫。南方根结线虫是华东地区的优势种群 ,3种线虫所占比例分别为 88%、4 %和 8%。同时增补了该地区 2 6种根结线虫寄主国内新记录。

广西水稻产区稻-菜轮作田水稻根结线虫病发生情况调查及病原鉴定

为了明确广西水稻产区稻-菜轮作田根结线虫发生情况及其病原分类地位,在广西14个市27个乡(镇)的171块水稻产区稻-菜轮作田进行了采样调查,并进行致病线虫分离,根据2龄幼虫形态、雌虫会阴花纹特征等,结合核糖体ITS区和28S rDNA D2D3区序列分析方法对病原线虫种类进行鉴定。结果表明,共有64个田块发生根结线虫为害,水稻种植季根结线虫检出率为37.4%,蔬菜轮作季根结线虫检出率为25.7%。广西水稻根结线虫病病原为拟禾本科根结线虫Meloidogyne graminicola。说明拟禾本科根结线虫病在广西稻-菜轮作田发生已经相当普遍,应当引起重视。

海南火龙果园土壤肥力与根结线虫数量调查

为了明确海南岛火龙果园土壤肥力状况和根结线虫危害情况,采集了海南岛68家火龙果园的土壤样品共204份,分析测定了土壤氮、磷、钾、钙、镁等矿质营养元素含量及根结线虫的数量,并采用模糊综合评判法对果园土壤综合肥力状况进行评价,分析了根结线虫数量与土壤养分状况的相关性。结果表明:海南岛火龙果园土壤pH为6.4,整体呈中性或弱酸性;有机质含量为19.9 g·kg^(-1),碱解氮含量为63.9 mg·kg^(-1),速效钾含量为95.8 mg·kg^(-1),均处于缺乏状态,而有效磷、交换性钙含量为丰富及以上等级,交换性镁处于中量水平;土壤pH与有机质、交换性钙、镁含量呈显著正相关,表明维持中性的pH水平有利于土壤有机质的积累,对钙、镁的有效性有重要意义;土壤有机质含量与碱解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、镁含量呈显著正相关,说明土壤有机质的提高有助于提升土壤基础矿质养分的含量;各火龙果园根结线虫数量差异较大,其中,每100克干中土根结线虫2龄幼虫(J2)数量最多的可达736条,而较少的仅有14条;根结线虫发生轻重情况南北差异较大,整体上北部地区的火龙果园根结线虫数量低于南部地区;土壤pH、有机质、有效磷、交换性钙与根结线虫数量呈正相关。调查结果显示,海南岛火龙果园土壤综合肥力指数处于较高水平。

寡糖联合淡紫紫孢菌对化学杀线剂防治烤烟根结线虫病效果的影响

为更好地控制烟草根结线虫的危害,降低化学杀线剂的用量,将寡糖免疫诱导剂与噻唑膦、阿维菌素及淡紫紫孢菌协同使用进行田间小区试验,研究其对烟草根结线虫的防治效果。结果表明,壳寡糖15 L/hm^(2)、几丁寡糖15 L/hm^(2)分别与噻唑膦22.5 kg/hm^(2)协同使用,对烟草根结线虫的防治效果高于噻唑膦单独使用效果。相对防效由噻唑膦单独使用的45.20%分别提高到64.42%和65.38%。进一步试验发现,几丁寡糖1 kg/hm^(2)、淡紫紫孢菌15 kg/hm^(2)及噻唑膦16.875 kg/hm^(2)(减少25%)协同使用,对烟草根结线虫病相对防效及对烟草生长总体效应优于与噻唑膦正常用量(22.5 kg/hm^(2))组和噻唑膦减少50%(11.25 kg/hm^(2))组合效果。寡糖诱导剂单独或与淡紫紫孢菌协同使用,显著提高了噻唑膦对烟草根结线虫病的防治效果,减少了农药使用量,为烟草根结线虫病害的防控提供了一种新的技术手段。

北方根结线虫在党参上的群体动态及世代循环

【目的】明确甘肃省党参上北方根结线虫(Meloidogyne hapla)的群体动态和世代循环,以期为根结线虫病的综合防治提供科学依据。【方法】2021年,通过田间定点连续取样对土壤中的北方根结线虫2龄幼虫和根组织中各虫态进行分离和镜检计数。【结果】在甘肃省,从4月上旬开始,北方根结线虫在党参上1年发生4代,平均每代历期为36 d,完成1代最短需要28 d,最长为53 d。田间气温和降水量对北方根结线虫发育影响较大,当田间气温为18℃、降水量为141~176 mm时,北方根结线虫发育较快,完成1代平均为30 d。【结论】本研究明确了北方根结线虫在甘肃省党参上的群体动态及世代循环,对该线虫病的及时防控具有指导意义。

烟草抗感南方根结线虫品种根部差异表达mRNA的PPI网络分析

基于品种间的差异表达基因,选取烟草抗病品种K326与感病品种长脖黄为试验材料,利用生物信息学分析方法筛选出与抗感染相关的关键基因,通过蛋白互作网络分析(Protein-Protein Interaction,PPI)以及Gene Ontology(GO)功能分类分析(包括Biological Process分析与KEGG通路分析)对差异表达基因进行生物学功能注释,并找出PPI网络中的重要基因以及作用通路一致的基因,并对这些基因加以解析,以明确抗南方根结线虫烟草品种抗性机制,为研究烟草抗南方根结线虫的分子机制提供理论依据。结果表明,差异表达基因主要在细胞代谢、胞内体转运、RNA介导的基因沉默等9条与抗感染相关的通路中显著富集,并且筛选出Fab1b、Fab1c、Fab1d、Glu1、Dcl1、Dcl2、Dcl4共7个同时构成PPI网络的关键基因。

福建省毛豆根结线虫种类鉴定及初侵染来源

福建省漳州市一基地毛豆(品种:‘毛豆64’)苗期发生严重根结线虫病,发病株率为78%。为明确其病原的种类及其初侵染来源,通过形态学、分子生物学方法进行了种类鉴定。研究结果表明,该线虫雌虫、雄虫、2龄幼虫(J2)的形态学特征与测量值和拟禾本科根结线虫Meloidogyne graminicola相吻合;基于线虫rDNA-ITS序列和28S rDNA D2D3序列构建的系统发育树进一步确定其为拟禾本科根结线虫;室内接种试验确定了其致病性。这是首次在福建省毛豆上发现拟禾本科根结线虫。在毛豆基地畦地残留的前作水稻稻茬根内和根际土壤中均分离到大量J_(2)s,经特异性引物扩增确定为拟禾本科根结线虫,研究认为前作水稻根系受拟禾本科根结线虫侵染,在灌溉淹水状态下线虫2龄幼虫和卵在根内与土壤中长期存活,成为轮作毛豆根结线虫病的初侵染源。

作物根结线虫病化学防治研究进展

根结线虫Meloidogyne spp.是严重威胁农业生产的重要病原生物,对世界上大多数作物都存在负面影响。在我国,随着保护地栽培模式的扩大及作物复种指数的不断提高,根结线虫病的发生日趋严重,而目前的管理措施尚不能完全控制根结线虫的危害。使用化学杀线虫剂仍然是目前防治根结线虫最常见的短期管理策略。本文总结了目前我国作物根结线虫病的发生现状,介绍了生产中防治该病害的主要化学药剂,分析了其化学防治存在的主要问题,并讨论了目前化学杀线虫剂及其应用技术的优化;展望了未来根结线虫化学防治的研究方向;提出根结线虫的化学防治应该与其他管理措施相结合,实现根结线虫高效、安全、可持续发展的综合治理。

生物炭肥对易感根结线虫病烤烟根际菌群和理化性质的影响

为明确生物炭肥对烟草根结线虫病及根际土壤的影响,通过田间试验研究拌塘施用不同量生物炭肥对烟草根结线虫病株根际土壤的影响。结果表明,常规施肥减量10%拌塘施用酵素生物炭肥能够显著降低烟草根结线虫病的病情指数,其中酵素生物炭肥施用量为350 g·株^(-1)时,根结线虫病防治效果较好,防治效果达23.98%,且烟株农艺性状表现较好;根际土壤中过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶活性较高,酚酸物质含量降低,化感自毒作用减弱。各处理土壤真菌数量均随生育期的推进呈先增高后降低趋势,其中酵素生物炭肥施用量为350 g·株^(-1)时,根际土壤中的细菌量随生育期推进逐步降低。各生育期土壤中均表现为真菌数量较高,细菌数量较低,真菌/细菌值较高,说明在烟草种植中,减量施肥10%同时拌塘施用酵素生物炭肥350 g·株^(-1)能提高土壤中真菌数量,降低土壤中细菌数量,显著提高土壤肥力及土壤酶活性,为生物炭肥对易感根结线虫病根际微生态调控提供了科学依据。

根结线虫病对烟草植株根际土壤微生物群落及其功能的影响

为明确烟草植株根际土壤微生物对烟株根结线虫病的响应特征,采用Illumina MiSeq高通量测序技术测定健康烟株(FH-H)、发病烟株(FH-D)根际土壤细菌16S rDNA和真菌内转录间隔区(ITS)序列,测定其根际土壤理化性质和酶活性,并借助PICRUSt2软件和FUNGuild数据库进行分析。结果表明,与健康烟株相比,发病烟株根际土壤pH、硝态氮含量、碱解氮含量、过氧化氢酶活性和微生物群落α多样性显著降低;发病烟株根际土壤微生物种类和相对丰度发生改变,细菌群落中放线菌门、厚壁菌门、芽孢杆菌属和Unclassified_Ktedonobacteraceae属相对丰度均显著升高,真菌群落中子囊菌门、担子菌门、青霉属、粗糙孔菌属相对丰度均显著升高。发病烟株根际土壤细菌群落在碳水化合物代谢、氨基酸代谢、辅助因子和维生素代谢等功能丰度上显著高于健康烟株根际土壤,功能真菌类型的相对丰度明显区别于健康烟株根际土壤,其中腐生营养型功能真菌相对丰度显著高于健康烟株根际土壤。方差分解分析结果表明,土壤有效磷含量对烟株根际土壤细菌相对丰度影响最大,烟株根际土壤真菌相对丰度主要与土壤脲酶活性、土壤硝态氮含量和土壤酸碱度有显著相关性。本研究结果为根结线虫病的绿色防控和土壤保育提供了理论依据。

河北省根结线虫发生种类与分布

对采自河北省不同地区的根结线虫种类、分布以及种群密度进行了调查,根据根结线虫二龄幼虫、雄虫和雌虫的形态特征,明确了河北省根结线虫种类有南方根结线虫、北方根结线虫和花生根结线虫。其中南方根结线虫发生最为普遍,几乎遍及全省各个地区,发生量很大,土壤线虫土壤的群体密度最高达50条/g,主要为害保护地黄瓜和番茄等作物;北方根结线虫和花生根结线虫仅局部发生,北方根结线虫主要为害花生和麻山药,花生根结线虫主要为害花生和黄瓜,北方根结线虫与花生根结线虫在土壤中的发生量相对较少,土壤线虫土壤的群体密度最高达10条/g。

宛氏拟青霉提取物与阿维菌素配施对番茄根结线虫病的防治效果

为明确宛氏拟青霉提取物(ZNC)对番茄根结线虫病的防治潜力,采用盆栽试验,以清水为对照,研究ZNC(0.5、1.0μg·株-1灌根)、阿维菌素(5 mg·株-1底施处理)及两者配施对番茄生长和果实品质的影响及其对根结线虫病的防治效果。结果显示,与清水处理相比,ZNC能够显著提高番茄根质量,降低根结数量,同时能够显著增加番茄的叶长、叶宽,提高番茄的株高和地上部鲜质量,还可提升植株抗氧化能力和果实品质;与阿维菌素配施对番茄根结线虫病防效可达88.89%,显著高于阿维菌素单施,同时番茄生长状况和果实品质得到提升。表明ZNC能够促进番茄生长,与阿维菌素配施后可提高番茄根结线虫病的防治效果。

生防菌剂与噻唑膦减量配施对番茄根结线虫及根际土壤微生物的影响

减少化学农药的使用,提高生物农药在田间使用效率对实现化学农药减施及农产品质量安全具有重要意义。本研究以番茄‘新金丰一号’为试验材料,采用盆栽接种根结线虫的方法研究噻唑膦与生防菌剂以不同剂量配施对番茄根结线虫的防效及对根际土壤微生物的影响。结果表明:噻唑膦减量50%配施50%生防菌剂处理后,土壤中的根结线虫数量和番茄根系的根结指数相比单独使用噻唑膦或生防菌剂及清水处理均显著降低,番茄移栽后60 d,根结线虫减退率为49.61%,根结指数为32.50,防治效果达64.77%。与仅用噻唑膦处理相比,噻唑膦减量50%配施50%生防菌剂处理还显著增加了番茄根际土壤中可培养细菌、放线菌数量及微生物的总量,其中细菌和放线菌数量较仅用噻唑膦处理增加76.21%和47.96%,微生物总量增加69.60%。此外,放线菌门、子囊菌门的相对丰度也显著增加,而酸杆菌门和芽胞杆菌门的相对丰度则正好相反。无论使用生防菌剂还是噻唑膦减量配施生防菌剂均显著增加了番茄根际土壤中髌骨细菌门、浮霉菌门和木霉属的相对丰度,但仅使用噻唑膦处理则显著降低了木霉属的相对丰度。综上,噻唑膦减量50%配施50%生防菌剂可通过增加番茄根际土壤中可培养微生物数量及放线菌门和木霉属等有益微生物的丰度来提高对番茄根结线虫的防效。

海南岛主要栽培果树的根结线虫病及其防治

调查了海南岛20种主要栽培果树的根结线虫病的发生情况,鉴定了病原线虫的种类,试验了5种杀线虫药剂的防治效果。结果表明:番石榴、香蕉、皇帝蕉、粉蕉、火龙果与番木瓜6种果树不同程度感染根结线虫病(前3种最敏感),株发病率80%～100%,根结指数2.75～5.00;病原线虫有南方根结线虫(Meloidogyneincognita)、爪哇根结线虫(M.javanica)和花生根结线虫(M.arenaria),以及另外2个有待明确的虫种;7.5～15.0 kg/hm2的10% 福气多颗粒剂对土壤中二龄侵染幼虫的防效为84.15%～95.18%,同时可有效地抑制根结的形成。

烟草NPR1基因家族鉴定及其在南方根结线虫胁迫下的表达分析

本研究旨在挖掘烟草抗南方根结线虫病程相关基因非表达子NPR1(non-expressor of PR genes)家族成员,并明确其功能。基于拟南芥AtNPR1家族成员蛋白序列,利用生物信息学方法鉴定分析烟草NtNPR1基因家族成员及其特征。通过qRT-PCR检测南方根结线虫侵染后抗病(NC95)、感病(长脖黄)烟草品种Nt-NPR1家族重要候选抗性基因的相对表达量,采用LC-MS/MS方法对2个品种烟草根系内源水杨酸含量进行检测。结果表明,从普通烟草基因组中共鉴定到12个NtNPR1基因,这些基因被分为3个亚组,同一亚组中NtNPR1家族成员蛋白结构、保守基序的长度和位置都极为相似。编码氨基酸长度范围为462~588,均为亲水性蛋白,均位于细胞核。南方根结线虫侵染抗、感烟草品种后,根系中水杨酸含量、NtNPR1基因家族成员表达量在抗病品种中均升高,在感病品种中则降低,其中NtNPR6的变化最为明显。综上,NPR1基因与烟草南方根结线虫抗性密切相关,NtNPR6基因可作为烟草响应南方根结线虫胁迫的重要基因。

不同药剂对黄瓜根结线虫病的防治效果研究

为有效防治黄瓜根结线虫病,保证黄瓜安全生产,本试验选择10.5%阿维·噻唑膦颗粒剂、0.5%阿维菌素颗粒剂和10%噻唑膦颗粒剂等药剂进行了黄瓜根结线虫病的田间药剂防治试验。结果表明,施药40 d,每667 m^(2)用10.5%阿维·噻唑膦颗粒剂1500~1800 g和10%噻唑膦颗粒剂1800 g较其他处理防治效果显著,防治效果达到77%以上,药剂的持效期长;试验期间观察各药剂处理区黄瓜的叶片颜色、株型等,均未见药害,亦未见药剂处理促进或抑制黄瓜生长的现象,说明各药剂在试验用量下对黄瓜生长安全。建议生产中交替使用阿维·噻唑膦复配制剂和噻唑膦单剂,不仅能够有效防治黄瓜根结线虫病,还可以延缓抗药性的产生和发展。