腐爛莖線蟲對馬鈴薯塊莖危害癥狀及其線蟲分布研究

王宏寶（江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 淮 安223001；） （ 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植保學(xué)院，江蘇 南 京210095）

劉偉中，郭小山，李 茹

熊戰(zhàn)之，趙桂東 （江 蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，江蘇 淮安223001）

馬鈴薯腐爛莖線蟲 （Ditylenchus destuctor）是國際公認(rèn)的檢疫性線蟲，也是嚴(yán)重危害馬鈴薯的重要病原之一［1］。Kuhn首次觀察并描述此線蟲危害馬鈴薯塊莖，引起馬鈴薯干腐病。馬鈴薯腐爛莖線蟲病是植物侵染性病害，被我國列入植物線蟲檢疫對象名錄。在我國僅有局部分布，主要分布于河北、山東、北京等地，主要危害馬鈴薯和甘薯，還能為害番茄、大豆、洋蔥、大蒜、甜菜、胡蘿卜、芥菜、黃瓜、辣椒、南瓜、西葫蘆、蠶豆、花生、向日葵、小麥、大麥、鳶尾、郁金香、大麗花等［2－5］。本研究通過室內(nèi)接種馬鈴薯腐爛莖線蟲，觀察線蟲在馬鈴薯上的為害癥狀及線蟲的分布定植情況，了解腐爛莖線蟲在馬鈴薯上的適生性，以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐有效降低線蟲為害的發(fā)生量提供指導(dǎo)，也可為國內(nèi)腐爛莖線蟲侵染馬鈴薯和對馬鈴薯的風(fēng)險(xiǎn)評估及預(yù)警方面的研究提供參考。

1 材料與方法

1．1 材料

腐爛莖線蟲群體來自甘薯產(chǎn)區(qū)。從病薯中分離得到線蟲后，先在解剖鏡下挑出生活力較強(qiáng)的線蟲100條，用3%H2O2消毒3 min，接種到經(jīng)乙醇 （75%）消毒5 min的健康薯塊上，蠟封。25℃純化培養(yǎng)30d后，轉(zhuǎn)移到4℃冰箱備用［6－7］。

1．2 方法

按1．1的方法，用移液槍吸取接種約400條腐爛莖線蟲與馬鈴薯塊莖后蠟封保存，接種后置于25℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)，培養(yǎng)50d后分離鏡檢，觀察馬鈴薯危害癥狀及線蟲在腐爛組織的存活狀態(tài)，接種試驗(yàn)重復(fù)8次。將接種繁殖后的馬鈴薯表皮與塊莖髓部分別剝離秤去每份重3g的病變組織，分別清水浸泡分離線蟲24h后，置于顯微鏡下觀察并統(tǒng)計(jì)線蟲各蟲態(tài)數(shù)量，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1．3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 16．0軟件進(jìn)行差異顯著性、單因素方差分析與相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，腐爛莖線蟲主要為害馬鈴薯塊莖、甘薯塊根，使其腐爛，也可造成儲(chǔ)藏時(shí)爛窖，還能導(dǎo)致育苗或無土栽培時(shí)爛床。馬鈴薯薯塊染病后，初在表皮下產(chǎn)生小的白色斑點(diǎn)，后逐漸擴(kuò)大成淺褐色，組織軟化以致中心變空。病情嚴(yán)重時(shí)表皮開裂、皺縮，內(nèi)部出現(xiàn)點(diǎn)狀空隙或呈糠心狀，組織呈干粉狀，顏色變?yōu)榛疑岛稚梁谏ｑR鈴薯腐爛莖線蟲以奪取寄主體內(nèi)養(yǎng)分和水分等生活物質(zhì)來維持自身生存和繁殖能力，使薯塊重量減輕。線蟲的代謝產(chǎn)物，如酶、毒素等，可引起塊莖、塊根腐爛。

本研究結(jié)果顯示，室內(nèi)人工接種腐爛莖線蟲至馬鈴薯薯塊上表現(xiàn)的癥狀除了馬鈴薯塊莖表皮容易剝離外，其他表現(xiàn)的如部分組織表現(xiàn)軟化、組織變暗變黑、內(nèi)陷外等與文獻(xiàn)報(bào)道的基本一致 （圖1）。由圖1可見，馬鈴薯周皮變褐變黑、皺裂，切開后病變組織后可見內(nèi)部癥狀腐爛變色。由于馬鈴薯內(nèi)部含水量大，部分壞死組織發(fā)軟，同時(shí)病變組織部位的表皮容易脫落。鏡檢壞死組織發(fā)現(xiàn)線蟲發(fā)生量不大，原因可能與壞死組織營養(yǎng)嚴(yán)重流失、生存環(huán)境惡化不利于線蟲生存有關(guān)。鏡檢各病變組織后統(tǒng)計(jì)顯示，在馬鈴薯表皮組織中，成蟲及大齡幼蟲和卵的數(shù)量分別為95．67條、261．33條、55個(gè)，分別高于在髓部成蟲及大齡幼蟲和卵的發(fā)生量32條、149條、15．67個(gè) （圖2），差異顯著性分析顯示，腐爛莖線蟲在表皮組織內(nèi)各蟲態(tài)發(fā)生量極顯著高于髓部內(nèi)的發(fā)生量 （P＜0．01）；在所有病變組織中鏡檢結(jié)果顯示，在表皮組織中成蟲所占的比例 （23%）高于在髓部中成蟲的比例 （16%） （圖3），卵塊數(shù)量也顯著增加。其原因應(yīng)該是生存環(huán)境惡化的情況下，線蟲往往會(huì)選擇在生存環(huán)境相對有利的表皮組織中進(jìn)行產(chǎn)卵和繁殖等生物學(xué)行為。

圖1 馬鈴薯接種腐爛莖線蟲后的發(fā)病癥狀

3 小結(jié)與討論

本研究通過馬鈴薯塊莖室內(nèi)接種腐爛莖線蟲觀察馬鈴薯發(fā)病癥狀及線蟲的侵染分布情況，結(jié)果顯示，馬鈴薯周皮變褐變黑、皺裂，部分組織內(nèi)陷，切開病變組織可見內(nèi)部腐爛變色；由于馬鈴薯內(nèi)部含水量大，可見部分壞死組織發(fā)軟，同時(shí)病變組織部位的表皮容易脫落。鏡檢發(fā)現(xiàn)壞死組織線蟲發(fā)生量不大，鏡檢表皮層組織顯示其內(nèi)有大量成蟲，大齡幼蟲和卵聚集在表皮層下和皮孔下的薄皮細(xì)胞及組織中。

前人相關(guān)研究報(bào)道中很少提及線蟲侵染馬鈴薯后的線蟲主要定植部位。本研究中，筆者發(fā)現(xiàn)線蟲侵染馬鈴薯后，線蟲主要定植部位與腐爛莖線蟲侵染甘薯后的主要定植部位不盡相同，馬鈴薯在受線蟲嚴(yán)重為害后，線蟲主要定植在馬鈴薯表皮和皮孔下的薄壁細(xì)胞及組織中，雖然對馬鈴薯塊莖中央部位為害嚴(yán)重，但線蟲的定植量較小，分析認(rèn)為可能存在2種情況，一種可能是線蟲在侵染后期，馬鈴薯塊莖髓部及周圍組織被嚴(yán)重破壞，造成營養(yǎng)嚴(yán)重?fù)p失后壞死組織分泌的其他物質(zhì)不利于線蟲的生存；另一種可能是線蟲本身在馬鈴薯塊莖的繁殖并沒有在甘薯中的繁殖量大，待線蟲對馬鈴薯髓部及周圍組織造成嚴(yán)重?fù)p傷后，線蟲為了尋求有利的生存環(huán)境繼而轉(zhuǎn)移到生存環(huán)境相對有利的表皮及皮孔下的薄壁細(xì)胞及組織中，以待合適的機(jī)會(huì)進(jìn)行轉(zhuǎn)主寄生和侵染。

圖2 腐爛莖線蟲在馬鈴薯表皮與塊莖髓部各蟲態(tài)數(shù)量

圖3 腐爛莖線蟲在馬鈴薯表皮和塊莖髓部各蟲態(tài)數(shù)量比例分布圖

韓新華等［8］研究認(rèn)為土壤線蟲通過內(nèi)在機(jī)制的改變適應(yīng)外界環(huán)境的變化，以更好地生活在各類生境中。了解線蟲對極端環(huán)境的適應(yīng)能力，可以進(jìn)一步開展利用線蟲作為生物指示因子，指示土壤生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾的狀況及土壤環(huán)境的變化情況。在線蟲對環(huán)境脅迫的反應(yīng)機(jī)制方面，有報(bào)道稱線蟲生活史中建立起的保護(hù)性措施有助于確保當(dāng)代和下代線蟲的存活。一些生理的和行為的反應(yīng)可以使線蟲很快對環(huán)境脅迫做出反應(yīng)。例如，Steinemema carpocapsae（Weiser）可以在有氧代謝和無氧代謝之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以應(yīng)對土壤氧氣含量的變化［9］。許多種類的線蟲在面臨干燥時(shí)可以將身體卷曲［10］，本研究中線蟲在塊莖中的定植分布是否也是線蟲為有效應(yīng)對塊莖腐爛后期的微環(huán)境惡化而做出的應(yīng)對機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

［1］Hooper D J．Ditylenchus destructor．CIH Descriptions of Plant－parasitic Nematodes［M］．Wallingford：CAB International，1973．

［2］陳品三．中國農(nóng)業(yè)作物病蟲害 （上冊）［M］．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1979：460－465．

［3］王志民，趙云蛾．河南省甘薯莖線蟲病危害嚴(yán)重 ［J］．植保技術(shù)與推廣，1994，14（2）：40．

［4］范文中，孫淑云，孫艷梅．警惕甘薯莖線蟲病流行 ［J］．吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，24（4）：32．

［5］葉松枝，李躍杰，劉海元．甘薯莖線蟲病的發(fā)生與防治技術(shù) ［J］．植保技術(shù)與推廣，1997，17（3）：20－21．

［6］林茂松，賀麗敏，文 玲．甘薯形態(tài)結(jié)構(gòu)對莖線蟲病的抗性機(jī)制 ［J］．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996，29（3）：8－12．

［7］林茂松．室內(nèi)人工接種測定甘薯品種對甘薯腐爛莖線蟲的抗性 ［J］．南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1989，12（3）：44－47．

［8］韓新華，許艷麗．線蟲對環(huán)境脅迫適應(yīng)機(jī)制 ［J］．農(nóng)業(yè)系統(tǒng)科學(xué)與綜合研究，2008，24（2）：205－207．

［9］Shih J M，Platzer E G，Thompson S N，et a1．Charaeterization of Key Glycolytic and Oxidative Enzymes in Steinernema carpocapsae［J］．Joumal of Nematololy．1996，28：431－441．

［10］BiId A F，Bird J．The Structure of Nematodes［M］．San Diego：Academic Press，1991．