旱稻孢囊線蟲(chóng)（Heterodera elachista）孵化特性研究

賀沛成， 洪 宏， 伍敏敏， 丁 中，2＊

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物安全科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128；2.植物病蟲(chóng)害生物學(xué)與防控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410128）

旱稻孢囊線蟲(chóng)（Heterodera elachista）孵化特性研究

賀沛成1， 洪 宏1， 伍敏敏1， 丁 中1，2＊

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物安全科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128；2.植物病蟲(chóng)害生物學(xué)與防控湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)沙 410128）

為了解旱稻孢囊線蟲(chóng)的孵化特性，從水稻根系及根系附近土壤分離孢囊，在室內(nèi)離體條件下研究不同溫度及水稻根系分泌物、土壤浸液、水稻根汁等因子對(duì)2齡幼蟲(chóng)孵化的影響，并觀察不同溫度下2齡幼蟲(chóng)的存活能力。結(jié)果表明：旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化的適宜溫度范圍為28～32℃，且在該溫度范圍初孵2齡幼蟲(chóng)的存活率高、存活時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，35℃下孵化率及初孵2齡幼蟲(chóng)的存活率、存活時(shí)間均明顯下降，40℃下無(wú)線蟲(chóng)孵化，20℃下孢囊線蟲(chóng)孵化率僅為0.9%，4℃下可延長(zhǎng)2齡幼蟲(chóng)的存活時(shí)間。水稻分泌物、水稻土壤浸液和水稻20倍根汁對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化具有刺激作用，5倍根汁和4mmol／L氯化鋅溶液對(duì)線蟲(chóng)的孵化有抑制作用。上述結(jié)果可為制定旱稻孢囊線蟲(chóng)防治措施提供依據(jù)。

旱稻孢囊線蟲(chóng)； 孵化； 存活能力

旱稻孢囊線蟲(chóng)（Heterodera elachistaOhshima，1974）又稱日本孢囊線蟲(chóng)（Japanese cyst nematode），最早由岡田1953年在日本櫪木縣山地稻田中發(fā)現(xiàn)［1］，該線蟲(chóng)在水稻上可造成7%～19%的損失［2］。作者通過(guò)田間調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該線蟲(chóng)在湖南省長(zhǎng)沙縣、衡東縣、平江縣、邵陽(yáng)縣及湘鄉(xiāng)市的丘陵地帶的水稻田均有發(fā)生（另文發(fā)表）。

孢囊線蟲(chóng)的孵化受各種因素的影響。為了解旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化的特性，作者在離體條件下研究了溫度及根系分泌物等因子對(duì)2齡幼蟲(chóng)孵化的影響，并觀察了不同溫度下2齡幼蟲(chóng)的存活能力。

1 材料與方法

1.1 線蟲(chóng)的采集及孢囊的分離

2011年4－5月在湖南省長(zhǎng)沙縣干杉鎮(zhèn)采集去年殘余水稻根系及根系附近土壤。土壤樣本采用蔗糖液離心法分離樣品中孢囊，在體視顯微鏡下選擇新鮮飽滿的孢囊作為供試樣本。

1.2 孵化保濕液

1.2.1 水稻分泌物

將水稻種子（‘威優(yōu)227’）采用3%次氯酸鈉消毒20min，自來(lái)水清洗干凈后放置在墊有濾紙的15cm培養(yǎng)皿內(nèi)發(fā)芽，待水稻發(fā)芽后加入自來(lái)水，10d后收集其根系培養(yǎng)液，過(guò)濾后備用。

1.2.2 土壤浸液

參照王明祖等方法［3］，將風(fēng)干的20g水稻田黃泥土置燒杯內(nèi)，加水100mL，攪拌后靜置24h，取上清液過(guò)濾后備用。

1.2.3 水稻根汁

參照王明祖等方法［3］，在蛭石中種植水稻，待苗高7～10cm時(shí)拔出，洗凈稻根，放濾紙上片刻后除去多余自來(lái)水，在研缽內(nèi)將稻根研碎，榨取汁液，濾紙過(guò)濾，用去離子水稀釋5、10倍和20倍備用。

1.3 溫度對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化的影響

將所選孢囊置于盛有水稻根系分泌物的孵化池（6孔細(xì)胞培養(yǎng)板）中進(jìn)行孵化。設(shè)置的溫度梯度為20、25、28、30、32、35 ℃和40 ℃。每個(gè)處理20個(gè)孢囊，3次重復(fù)。每2d調(diào)查2齡幼蟲(chóng)的孵化數(shù)量，每4d更換孵化液，統(tǒng)計(jì)30d內(nèi)的孵化總量，并計(jì)算孵化率。

1.4 不同保濕液對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化的影響

孵化液分別為土壤浸液、水稻根汁5、10倍和20倍、4mmol／L氯化鋅和自來(lái)水。在30℃下進(jìn)行孵化。其他處理方法同1.3。

1.5 溫度對(duì)2齡幼蟲(chóng)存活能力的影響

1.5.1 初孵幼蟲(chóng)存活率觀察

在“溫度對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化的影響”試驗(yàn)的第20天開(kāi)始，每2d調(diào)查1次，連續(xù)5次觀察初孵2齡幼蟲(chóng)的死亡情況。死亡的幼蟲(chóng)一般呈僵直狀，若無(wú)法辨別則挑入2%NaCl溶液，活蟲(chóng)則卷曲、扭動(dòng)。

1.5.2 2齡幼蟲(chóng)離體存活能力觀察

參照鄭經(jīng)武等［4］方法，將初孵幼蟲(chóng)50條放入6孔細(xì)胞培養(yǎng)板，加蓋后置于4、16、25、30℃和35℃，每溫度重復(fù)3次，每2d觀察1次并剔除死蟲(chóng)。線蟲(chóng)死活鑒定同1.5.1。采用DPS v 7.05版軟件計(jì)算其半數(shù)死亡時(shí)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)孵化的影響

從圖1可知，在所設(shè)置的孵化溫度中，28～32℃是旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化的最佳溫度范圍，其30d孵化率在26.5%～35.3%之間，25℃時(shí)孵化率為16.6%，35℃和38℃的孵化率分別為7.2%和2.6%，當(dāng)溫度為40℃時(shí)無(wú)2齡幼蟲(chóng)孵化，20℃時(shí)孵化率極低僅為0.9%。

圖1 不同溫度下旱稻孢囊內(nèi)卵的孵化率

2.2 不同保濕液對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化的影響

圖2結(jié)果表明，在30℃下水稻分泌物、水稻田黃泥土土壤浸液和20倍根汁的孵化率分別為35.3%、33.0%和29.9%，三者在0.05水平上無(wú)顯著性差異。10倍根汁和自來(lái)水的孵化率分別為17.6%和11.2%，而5倍根汁和4mmol／L氯化鋅溶液對(duì)線蟲(chóng)的孵化有抑制作用，其孵化率分別為6.9%和6.3%。

圖2 不同保濕液對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)孵化的影響

2.3 初孵幼蟲(chóng)的存活率

在試驗(yàn)中觀察到，不同溫度間初孵2齡幼蟲(chóng)的存活率具有差異（見(jiàn)圖3），其中25、28、30℃和32℃下初孵幼蟲(chóng)的存活率較高，分別為70.2%、78.2%、69.3%和61.8%，35℃下初孵幼蟲(chóng)的存活率顯著下降，其存活率為38.8%。

圖3 溫度對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)初孵幼蟲(chóng)的影響

2.4 溫度對(duì)2齡幼蟲(chóng)存活能力的影響

從圖4結(jié)果可知，在4℃下線蟲(chóng)的死亡率較低，可在該溫度下保存線蟲(chóng)，但在低溫條件下無(wú)活動(dòng)能力不能侵染水稻。線蟲(chóng)在4、16、25、30℃和35℃下其半數(shù)死亡的時(shí)間分別為44.2、11.3、8.5、10.4d和6.9d。在4、16、25、30℃和35℃下線蟲(chóng)全部死亡的時(shí)間分別為69、30、24、24d和20d。16℃下雖然其存活時(shí)間較長(zhǎng)，但線蟲(chóng)在該溫度下活動(dòng)能力弱不具備侵染能力，在30℃下其活動(dòng)能力和存活的時(shí)間均較高，有利于其侵染水稻，35℃以上高溫線蟲(chóng)的存活時(shí)間較短。

圖4 溫度對(duì)旱稻孢囊線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)存活能力的影響

3 討論

在影響孢囊線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)孵化的因素中，溫度是最主要的因素之一。多種孢囊線蟲(chóng)的孵化適宜溫度為15～29℃。本試驗(yàn)采用湖南省長(zhǎng)沙縣干杉的線蟲(chóng)群體，其適宜的孵化溫度范圍為28～32℃，高于禾谷孢囊線蟲(chóng)（H.avenae）（15℃）、大豆孢囊線蟲(chóng)（H.glycines）（24℃）和甜菜孢囊線蟲(chóng)（H.schachtii）（25℃）的最佳孵化溫度，與玉米孢囊線蟲(chóng)（H.zeae）的適宜孵化溫度相似，最佳孵化溫度均為30℃［5］。湖南一般在5月上中旬易受低溫陰雨條件影響，5月下旬氣溫可迅速升高，大部分地區(qū)日平均氣溫可穩(wěn)定在20℃以上，因此5月下旬在水稻田保持淺水層和適宜的溫度條件下線蟲(chóng)可大量孵化侵染水稻。

目前已知危害水稻的孢囊線蟲(chóng)有水稻孢囊線蟲(chóng)（H.oryzae）、擬水稻孢囊線蟲(chóng)（H.oryzicola）、甘蔗孢囊線蟲(chóng)（H.sacchari）和旱稻孢囊線蟲(chóng)［6］。水稻分泌物和水稻土浸液均可誘導(dǎo)干杉群體旱稻孢囊線蟲(chóng)卵的孵化，這與甘蔗孢囊線蟲(chóng)的孵化特性相似［7］，只有在溫度適宜且存在誘導(dǎo)物的情況下線蟲(chóng)才能大量孵化?？梢酝茰y(cè)，在水稻分泌物或水稻土浸液中存在可誘導(dǎo)卵孵化的物質(zhì)，其成分及誘導(dǎo)機(jī)制則有待進(jìn)一步研究。

在本研究中水稻根分泌物取自10d以上的水稻幼苗根的培養(yǎng)液，該培養(yǎng)液和20倍水稻根汁均可誘導(dǎo)孢囊內(nèi)卵的孵化，但5倍根汁對(duì)卵的孵化具有抑制作用，這意味著在水稻生長(zhǎng)后期，隨著水稻根際分泌物濃度的提高可能會(huì)抑制卵的孵化。

在試驗(yàn)中作者觀察到，初孵2齡幼蟲(chóng)的存活率均在80%以下，且在28℃以上時(shí)溫度越高存活率越低，若需要收集獲得大量具有活力的線蟲(chóng)可將剛孵化的2齡幼蟲(chóng)暫時(shí)保存在4℃條件下備用。

［1］ Ohshima Y.Heterodera elachistan.sp.，an upland rice cyst nematode from Japan［J］.Japanese Journal of Nematology，1974，4：51-56.

［2］ Bridge J，Luc M，Plowright R.Nematode parasites of rice［M］∥Luc M，Sikora R A，Bridge J.Plant parasitic nematodes in tropical and subtropical agriculture.Wallingford，UK，CABI Publishing，1990：69-108.

［3］ 王明祖，顏家坤.小麥孢囊線蟲(chóng)病的研究：Ⅱ.病原燕麥孢囊線蟲(chóng)的孵化［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，12（6）：561-565.

［4］ 鄭經(jīng)武，林茂松，方中達(dá).溫度對(duì)燕麥孢囊線蟲(chóng)孵化及存活能力的影響［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1996，19（1）：108-110.

［5］ Hashmi S，Krusberg L R.Factors influencing emergence of juveniles from cysts ofHeterodera zeae［J］.Journal of Nematology，1995，27（3）：362-369.

［6］ Jones J，Gheysen G，F(xiàn)enoll C.Genomics and molecular genetics of plant-nematode interactions［M］∥ Nicol J M，Turner S J，Coyne D L，et al.Current nematode threats to world agriculture.Springer，2011：35.

［7］ Ibrahim S K，Perry R N，Plowright R A，et al.Hatching behaviour of the rice cyst nematodesHeterodera sacchariandH.oryzicolain relation to age of host plant［J］.Fundam Appl Nemawl，1993，16（1）：23-29.

Hatching characteristics of the rice cyst nematodeHeterodera elachista

He Peicheng1， Hong Hong1， Wu Minmin1， Ding Zhong1，2
（1.College of Bio-safety Science ＆Technology，Hunan Agricultural University，Changsha410128，China；2.Hunan Provincial Key Laboratory for Biology and Control of Plant Disease and Insect Pests，Changsha410128，China）

This study aimed to understand the hatching characteristics of the rice cyst nematode，Heterodera elachistaOhshima.Cyst nematodes were obtained from soil samples and harvested rice root samples.Several factors were studied to determine their effects on hatching and viability of second-stage juveniles（J2）from cysts ofH.elachista in vitro.The tests indicated that the optimum temperature range for emergence of J2 from cysts ofH.elachistawas 28℃－32℃.The survival rate and survival time of newly hatched J2 were higher at 28℃－32℃，which significantly descended at 35℃.No juveniles emerged from cysts at 40℃，and hatching rate of cysts at 20℃was 0.9%.The survival time of hatched juveniles might be prolonged at 4℃.The root diffusate of rice，leachate of rice soils and twenty-time rice root juice stimulated emergence of J2 from cysts，five-time rice root juice and 4 mmol／L zinc chloride solution inhabited emergence of J2 from cysts.The results provided a reference for formulating strategies for controlling the rice cyst nematode.

Heterodera elachista； hatching； viability

S 432.45

A

10.3969／j.issn.0529-1542.2011.06.021

2011-08-16

2011-09-11

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（200903040）

＊ 通信作者 dingzx88＠yahoo.com.cn