根結線蟲防治藥劑及抗藥性研究進展

王家哲，李英梅，張 鋒，劉 晨，付 博,2

(1.陜西省生物農業研究所 陜西省植物線蟲學重點實驗室，陜西 西安 710043；2.陜西省酶工程技術研究中心，陜西 西安 710600)

根結線蟲(Meloidogynespp.)為專性寄生線蟲，1855年Berkeley在黃瓜根部首次發現[1]，1949年被確立為一個獨立的新屬[2]，目前根結線蟲屬已報道98種，其中近40種在我國有報道[3～4]。根結線蟲在全世界廣泛分布，寄主繁多，能夠侵染幾千種不同的植物，發生危害嚴重時可造成作物減產80%以上甚至絕收[5～7]。在我國，根結線蟲發生范圍廣，發病率高，防治困難，已成為嚴重阻礙我國農業生產的一大病害，其中在我國最常見、危害最重的是南方根結線蟲(Meloidogyneincognita)、北方根結線蟲(Meloidogynehapla)、花生根結線蟲(Meloidogynearenaria)、爪哇根結線蟲(Meloidogynejavanica)以及象耳豆根結線蟲(Meloidogyneenterolobii)[8～9]。

根結線蟲主要危害植株根部，地上部分一般不表現出明顯癥狀，但在侵染嚴重時也會表現出矮化、變色、枯萎甚至成片死亡等癥狀[10]。危害根部的典型癥狀為形成大量瘤狀根結，初期根結只有針尖大小，但隨著不斷生長可增大到根直徑的數倍大小，嚴重破壞根系結構，阻礙營養物質的吸收和運輸，影響植株正常生長發育，從而導致產量和品質降低，抗逆抗病性減弱，同時還有利于傳播病毒、細菌，加重土傳病害的發生，帶來巨大的損失[11～12]。防治根結線蟲可采用農業防治、化學防治、生物防治和物理防治等措施,而化學防治因見效快、操作簡單始終占據著主導地位[13]。隨著許多高毒殺線蟲劑的禁用及一些常用殺線蟲劑的抗藥性積累，使得根結線蟲的防治工作仍十分艱巨。因此，本文對根結線蟲防治藥劑的使用及抗藥性進行概述，以期為防治根結線蟲提供科學、合理的用藥指導。

1 殺線蟲劑概述

殺線蟲劑是指用于防治植物有害病原線蟲的農藥，可分為熏蒸和非熏蒸兩大類型。熏蒸劑是靠在土壤中擴散出的揮發性氣體或液體來殺滅線蟲的，是我國六七十年代最主要使用的殺線蟲劑，包括鹵代烴和異硫氰酸甲酯類兩大類型[14]。其中鹵代烴類是生產中最早使用的，主要品種有D-D混劑、氯化苦、溴甲烷、二溴化乙烯、二氯丙烯、硫酰氟及二氯異丙醚等，該類藥劑通過對線蟲蛋白酶烷基化或氧化使之失活，導致線蟲直接死亡。異硫氰酸甲酯類殺線蟲劑則通過釋放出異氰酸甲酯，對線蟲蛋白酶進行氨基甲酰化使之失活，主要品種有棉隆、威百畝和敵線酯等[15～16]。這些熏蒸劑的施用方法主要為土壤熏蒸,雖然可達到徹底殺滅線蟲的效果，但同時也會殺死土壤中的其他生物，影響土壤活性、破壞生態調控，對環境造成巨大的破壞，甚至有的對人體有致癌作用[17]，防治效果越好的藥劑造成的藥害也越嚴重，因此大多數品種都已經禁用或限用，再加之土壤熏蒸需要嚴格的技術條件，操作復雜，成本高，很多品種也正慢慢地被淘汰。

隨著熏蒸劑的使用，人們慢慢認識到了線蟲危害的嚴重性，這在一定程度上推動了殺線蟲劑的研發進展。1955年第一個有機磷非熏蒸型殺線蟲劑——除線磷的出現,標志著殺線蟲劑從熏蒸型向非熏蒸型邁進了一大步。二十世紀七十至九十年代間，大量有機磷和氨基甲酸酯類殺線蟲劑被開發和使用，使殺線蟲劑從熏蒸作用進入到一個以觸殺、內吸、胃毒等多種作用方式的新階段[14～15]。有機磷和氨基甲酸酯類作為非熏蒸殺線蟲劑的兩大主要類型，都是通過抑制乙酰膽堿酯酶，作用于線蟲中樞神經，從而麻醉和影響其取食、遷移和生長發育，最終使其死亡[18]。其中有機磷類殺線蟲劑的主要品種有噻唑磷、克線磷、滅線磷、硫線磷、氯唑磷、甲基異柳磷、蟲線磷等，氨基甲酸酯類殺線蟲劑的主要品種有克百威、涕滅威、氟噻蟲砜、殺線威、丁硫克百威等，但許多品種因為高毒、高殘留等原因，現在已經被禁用或限用。

早期的殺線蟲劑大都為一些高毒化學藥劑，毒性高，殘留大，殘效期長，不但影響人類健康，還給環境帶來巨大的潛在威脅，很多品種已逐漸禁限[19]。近年來，國內外許多農藥公司相繼開發出一些新型的殺線蟲劑，如氟吡菌酰胺、三氟殺線酯等化學藥劑和淡紫擬青霉、厚孢輪枝孢、伯克霍爾德菌等微生物源藥劑，但總體看來，可供選擇的殺線蟲劑種類仍然十分有限，急需安全、高效、低價的創新型殺線蟲劑產品。

2 根結線蟲防治藥劑登記情況

根結線蟲發生危害嚴重，目前生產上大多使用藥劑進行防治，截至2021年1月，已在17種作物上登記防治根結線蟲的藥劑產品共262個，其中單劑205個，混劑57個，相對應的有效成分28個且一些有效成分只有在混配時才對根結線蟲有一定的防治作用，藥劑類別主要有有機磷類、氨基甲酸酯類、微生物源農藥等。由此可見，可用于防治根結線蟲的藥劑選擇品種非常有限，加之考慮到作物的安全性問題，很多作物可選擇的防控藥劑更少，因此為保證根結線蟲安全、高效的防治，必須要研發登記出更多防治根結線蟲的產品。

表1 目前防治根結線蟲的藥劑登記情況

3 根結線蟲抗藥性研究進展

在相當長的時間內化學防治仍然是根結線蟲防治最主要的方法，抗藥性的產生始終是是化學防治中的一大問題，雖然目前對根結線蟲抗藥性的研究報道比較少，但許多地區在殺線蟲劑的使用過程中，已出現一些藥劑防治效果越來越差的情況，因此對根結線蟲的抗藥性應足夠警惕和加強監測。張博等[21]對山東不同用藥水平地區的蔬菜根結線蟲進行抗藥性監測，通過測定四、五種常用殺線蟲劑對根結線蟲卵、二齡幼蟲的毒力以及不同地區根結線蟲體內可溶性蛋白、過氧化物酶和超氧化物歧化酶的差異，發現不同地區根結線蟲對藥劑抗性差異較小，并沒產生嚴重的抗藥性問題，但該結果為根結線蟲的抗性監測提供了依據。

目前在生產中防治根結線蟲使用最廣泛的就是噻唑膦和阿維菌素兩種傳統殺線蟲劑，隨著長期單一的用藥及用藥劑量的不斷加大,往往容易引起抗藥性的產生。和昆蟲一樣，線蟲抗藥性包括靶標抗性和代謝抗性，靶標抗性是指線蟲體內藥劑作用靶標部位的敏感性降低而引起的抗藥性，代謝抗性是指因線蟲體內解毒酶活性的增強，使其代謝殺線蟲劑的能力增強而產生的抗藥性[22]。吳青松等[23]發現在多年連續施用噻唑膦的溫室大棚中，南方根結線蟲對噻唑膦產生了一定程度的抗藥性，毒力測定結果表明抗性種群的抗性水平是敏感種群的2.74倍，另外測得抗性種群的乙酰膽堿酯酶比活力明顯低于敏感種群，通過進一步在基因水平上進行研究，初步認為其中一個編碼南方根結線蟲乙酰膽堿酯酶的基因Mi-ace-2在其抗藥性方面發揮著重要作用，該研究可為南方根結線蟲對有機磷以及氨基甲酸酯類殺線蟲劑的抗藥性研究提供指導。宮遠福等[24]在大連地區檢測到南方根結線蟲種群對阿維菌素產生了抗性,抗性水平是敏感種群的5.13倍，由于谷氨酸氯離子通道是阿維菌素在線蟲體內的作用靶標，通過對抗性種群和敏感種群南方根結線蟲的谷氨酸氯離子通道基因進行克隆和序列分析及蛋白結構預測，在分子水平上探討其產生抗藥性的原因，最終推測抗性種群谷氨酸氯離子通道Q110K 位點突變可能與其抗性產生有關，該研究為明確南方根結線蟲對阿維菌素抗藥性產生的分子機制奠定了基礎。

現有研究表明，現階段根結線蟲還未產生嚴重的抗藥性，根結線蟲作為土壤內的寄生線蟲，其抗藥性問題是非常復雜的，土壤中微生物可能會對殺線蟲劑有代謝和轉化作用，這可能會延緩抗藥性產生[21]。但生產中殺線蟲劑的施用量正在不斷地加大，根結線蟲的抗藥性問題是十分值得關注的，也將是今后根結線蟲藥劑防治研究中的一個熱。

4 小結與展望

目前，對根結線蟲的防治還很困難，采用單一防治措施無法安全、高效、持久地進行有效防控，必須嚴格落實“預防為主、綜合防治”的植保方針，加大農業防治、物理防治和生物防治等，多種防治措施結合使用，提高防治效果，降低防治成本。此外，從根結線蟲抗藥性控制角度出發，在農業生產中必須減少單一藥劑的使用量和使用頻率，迫切需要研發新型殺線蟲劑品種。自然界中生防資源豐富，研究和利用植物、微生物代謝物質將是研制新型殺線蟲劑的主要途徑。現階段，國內外科研工作者已發現一些對根結線蟲作用效果顯著的植物、微生物代謝產物[25～27]，相信隨著研究技術的不斷提高，微生物源及植物源農藥的研發定將取得突破性進展。與化學合成藥劑相比，生防制劑具有低毒、易降解且不易產生抗藥性等優點[28]，將在未來根結線蟲的防治中發揮重要作用,為農業生產作出巨大貢獻。