腐爛莖線蟲在馬鈴薯不同組織中的數(shù)量動態(tài)

吳錦 徐鵬剛 劉永剛 倪春輝 張潔 李惠霞

關(guān)鍵詞：腐爛莖線蟲；馬鈴薯；侵染部位；病程

馬鈴薯Solanurn tuberosum L．是世界第四大糧食作物，其分布廣、產(chǎn)量高、營養(yǎng)價值高以及經(jīng)濟效益好，有“第二面包”之稱。據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織數(shù)據(jù)統(tǒng)計，近幾年我國馬鈴薯栽培面積和產(chǎn)量位居世界前列，這對于保障糧食安全尤為重要。隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的推進，及經(jīng)濟效益的提高，我國馬鈴薯種植面積不斷擴大，各種病害問題日益凸顯，其中，由腐爛莖線蟲引起的病害備受關(guān)注。

腐爛莖線蟲Ditylenchus destructor隸屬線蟲門Nematoda?？艫nguinidae莖線蟲屬Ditylen-chus，又稱馬鈴薯腐爛線蟲，是危害馬鈴薯的重要植物病原線蟲，也是我國農(nóng)業(yè)檢疫性線蟲之一。該線蟲的寄主植物超過100種，其中馬鈴薯和甘薯受到的危害最大。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一般在甘薯病田可造成減產(chǎn)30%～50%，嚴重時可達到80%以上，甚至絕收，此外，還會引起儲藏期爛窖。該線蟲主要危害馬鈴薯地下部，塊莖受到侵染后，表皮變薄，皺縮開裂，薯肉呈暗褐色，內(nèi)部變空且伴有干粉，重量減輕。同時，病部容易被其他病原微生物二次侵染引起腐爛，嚴重影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)。

目前，國內(nèi)對于腐爛莖線蟲的研究主要集中于病原鑒定、致病性研究．藥劑測定、基因表達分析等方面。有關(guān)該線蟲的發(fā)生規(guī)律研究較少，王玉娟等研究了當(dāng)歸麻口病的發(fā)生規(guī)律，漆永紅等研究馬鈴薯腐爛線蟲侵入甘薯部位以及在植株內(nèi)的種群動態(tài)，徐振等報道甘薯生長期及莖線蟲種群基數(shù)對莖線蟲病發(fā)病程度的影響，但對于該線蟲在馬鈴薯不同部位的數(shù)量動態(tài)及危害情況未見報道。

本試驗以腐爛莖線蟲為研究對象，通過室內(nèi)盆栽，接種馬鈴薯感病品種，研究腐爛莖線蟲侵染過程，以期明確腐爛莖線蟲在不同時期馬鈴薯不同部位的數(shù)量動態(tài)、危害程度和主要的侵染時期，從而更好地預(yù)防該病害發(fā)生，發(fā)生后適時防治，有效減輕腐爛莖線蟲的危害。

1材料與方法

1.1供試材料

供試線蟲群體分離自甘肅省定西市馬鈴薯，以茄鐮孢Fusariurn solani在PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)和保存。供試馬鈴薯品種為‘新大坪’，由甘肅凱凱農(nóng)業(yè)科技發(fā)展股份有限公司提供。

1.2試驗方法

1.2.1線蟲懸浮液制備

采用改良貝曼漏斗法分離線蟲。將培養(yǎng)線蟲的茄鐮孢培養(yǎng)基切成小塊，用紙巾包裹，置于漏斗中，漏斗下端連接指形管，加水漫過紙巾包裹物。靜置約12h后，取下指形管，將線蟲懸浮液置于200目和600目套篩中，在水龍頭下輕輕沖洗，以清除其中的真菌孢子。然后將線蟲懸浮液移至1.5mL離心管，將濃度調(diào)整為約10000條/mL，4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2馬鈴薯盆栽方法

參照倪春輝等的方法種植馬鈴薯。所用土壤經(jīng)180℃烘箱干熱滅菌3h，待滅菌土降溫后，與育苗基質(zhì)混合拌勻。用18cm×12cm的花盆，每盆用土1000g。將馬鈴薯種薯經(jīng)75%乙醇浸泡1min，無菌水沖洗2～3遍后，用2.5%次氯酸鈉消毒10min，最后用無菌水沖洗2～3遍。將帶有芽眼的馬鈴薯切塊播種于花盆中，每盆1塊。播種后，進行日常管理。

1.3馬鈴薯不同組織中腐爛莖線蟲數(shù)量動態(tài)觀測

待馬鈴薯苗2～4葉時（約播種后30d），采用尖頭玻璃棒在種苗根系附近打孔，用移液器將線蟲懸浮液注入孔內(nèi)，保持每克土100條線蟲的密度。接種后，每隔15d取樣1次，每次隨機選取3株，共取樣6次。根據(jù)馬鈴薯生育期，將單株馬鈴薯中不同部位（母薯、根、莖基部、匍匐莖、新生塊莖）的組織全部摘取，清洗晾干后，將組織切小塊或小段，采用改良貝曼漏斗法分離并收集線蟲。然后在體視顯微鏡（奧林巴斯）下觀察計數(shù)，分析不同馬鈴薯組織中的腐爛莖線蟲數(shù)量動態(tài)。

1.4不同時期接種后馬鈴薯組織中腐爛莖線蟲數(shù)量動態(tài)

按1.2中試驗方法種植馬鈴薯，30d后按1.3的方法開始接種線蟲，此后每隔20d接種1次，每批接種3株，共接種6次。收獲時，挖取所有塊莖，清洗后分離塊莖中的線蟲，統(tǒng)計并計算病情指數(shù)、發(fā)病率、線蟲數(shù)量以及線蟲密度，同時測定馬鈴薯的鮮重。

腐爛莖線蟲病分級標準參考林茂松的方法：0級：無癥狀；1級：發(fā)病面積占馬鈴薯塊莖橫切面積的25%以下；2級：發(fā)病面積占馬鈴薯塊莖橫切面積的25%～50%（不含）；3級：發(fā)病面積占馬鈴薯塊莖橫切面積的50%～75%（不含）；4級：發(fā)病面積占馬鈴薯塊莖橫切面積的75%及以上。

發(fā)病率=（發(fā)病塊莖數(shù)量／調(diào)查塊莖數(shù)量）×100%;

病情指數(shù)=[∑（各級發(fā)病塊莖數(shù)量×相應(yīng)級數(shù)值）／（調(diào)查總塊莖數(shù)量×最高級數(shù)值）]×100。

1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

利用Excel 2019軟件統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)，使用SPSS19．0軟件的Duncan氏法進行差異顯著性分析，將顯著水平設(shè)定為a=0. 05。

2結(jié)果與分析

2.1腐爛莖線蟲侵染馬鈴薯的癥狀變化

如圖1所示，接種15d后，部分馬鈴薯植株地上部生長變慢，莖稈矮?。▓D1a）。接種30d后，地下莖出現(xiàn)褐色斑駁，氣生根出現(xiàn)褐色病斑（圖1b）。接種45d后，匍匐莖逐漸形成，母薯組織軟化（圖1C）。接種60d后，新生塊莖形成，但塊莖無明顯癥狀，地下莖底端變褐（圖1d）。接種75d后，母薯皺縮，地下莖表皮發(fā)病變成黑褐色，塊莖表皮伴有黑褐色斑點（圖1e）。接種90d后，母薯消失，地下莖皺縮變細，須根變褐且減少，塊莖褐色病斑擴大（圖1f）。接種105d后，線蟲主要危害塊莖，塊莖表皮龜裂或皺縮，部分塊莖腐爛變質(zhì)，顏色呈深褐色或黑色，質(zhì)量較輕（圖1g）。

2.2腐爛莖線蟲在馬鈴薯不同部位的數(shù)量動態(tài)

如圖2所示，盆栽試驗表明，馬鈴薯接種線蟲后，不同部位受害程度不同，但以母薯、匍匐莖和新生塊莖受害為主。在整個生育期，根部和莖部也會受侵害，但線蟲數(shù)量較少，癥狀不明顯。在馬鈴薯成熟期，新生塊莖受線蟲危害的癥狀最為明顯。

接種后15d和30d，腐爛莖線蟲主要侵染母薯，其線蟲數(shù)量分別為85.7條/g和42.0條/g。在發(fā)棵期，即接種后45d，母薯和匍匐莖中線蟲數(shù)量分別為52.3條/g和66.3條/g。從結(jié)薯期到成熟期，線蟲開始危害新生塊莖。接種后60d，母薯、匍匐莖和新生塊莖均受到侵染，其線蟲數(shù)量依次為57.7條/g、51.0條/g和23.3條/g。接種后75d，匍匐莖消失，線蟲主要分布于母薯和新生塊莖，其線蟲數(shù)量分別為72.3條/g和52.0條/g。接種后90d和105d，母薯消解，線蟲主要分布于新生塊莖，這2個階段塊莖中的線蟲數(shù)量依次為135.3條／g和767.7條/g（圖2）。

2.3不同時期接種腐爛莖線蟲對馬鈴薯的影響

試驗結(jié)果表明，腐爛莖線蟲接種時間不同，馬鈴薯受害程度不同。播種70d接種，馬鈴薯發(fā)病率和病情指數(shù)最高，分別為100%和87.50，病情指數(shù)顯著高于除播后30d接種的其他處理；塊莖中線蟲密度也顯著高于其他處理，為99.32條/g，且鮮重最低，為14.02g／個。其次為播種后30d接種，發(fā)病率和病情指數(shù)分別為100%和83.33。在馬鈴薯成熟期接種，病情指數(shù)最低，為4.17，塊莖中線蟲密度最低，為0.02條/g，塊莖鮮重最高，為50.96g／個?？梢?，腐爛莖線蟲在匍匐莖形成期和苗期侵染最有利于線蟲增殖和造成危害。

3結(jié)論與討論

在我國，腐爛莖線蟲主要危害甘薯。近年來，多個省區(qū)陸續(xù)有腐爛莖線蟲危害馬鈴薯的報道，此外對當(dāng)歸和黨參等中藥材也有不同程度的危害。本試驗結(jié)果表明，馬鈴薯地上部除生長不良外，無其他明顯癥狀；地下部受害后，地下匍匐莖皺縮細小，須根變褐且減少，塊莖表皮龜裂或皺縮，部分塊莖腐爛變質(zhì)，顏色呈深褐色或黑色，質(zhì)量減輕。倪春輝等發(fā)現(xiàn)腐爛莖線蟲主要危害甘薯的塊根和馬鈴薯塊莖，對地上部侵染力較弱。程云等發(fā)現(xiàn)腐爛莖線蟲主要侵染‘閩花7號’花生果針、根部、莢果等地下部分。說明腐爛莖線蟲在生產(chǎn)中主要對作物地下部可食用部分威脅最大，嚴重影響其品質(zhì)和產(chǎn)量，最終使其失去食用價值。

馬鈴薯不同部位線蟲侵人數(shù)量存在差異。漆永紅等發(fā)現(xiàn)甘薯地下莖部、地上莖部和塊根中的腐爛莖線蟲隨著侵染時間延長，數(shù)量直線上升，但不侵染須根，12周后莖和塊根中線蟲數(shù)量顯著高于其他處理。Duggan等發(fā)現(xiàn)在馬鈴薯上，腐爛莖線蟲主要侵染塊莖，侵染匍匐莖和地下莖較少，極少侵入根系。本試驗中馬鈴薯整個生育期中根和莖也可受害，但線蟲數(shù)量較少，癥狀不明顯。馬娟等在甘薯不同部位對腐爛莖線蟲的誘集能力試驗中發(fā)現(xiàn)，處理36h后，甘薯莖對線蟲的引誘能力顯著高于葉、莖汁液、薯皮與薯肉，薯肉對線蟲的誘集能力僅次于莖。這可能是馬鈴薯和甘薯生理結(jié)構(gòu)不同，不同部位產(chǎn)生的引誘物質(zhì)不同影響線蟲入侵或者植物自身合成的特殊蛋白、多肽及其他物質(zhì)限制線蟲生長繁殖。

本研究結(jié)果表明，腐爛莖線蟲主要侵染母薯、匍匐莖和新生塊莖。在苗期（播種0～75d），線蟲首先危害母薯；在發(fā)棵期（播種75～90d），線蟲侵染母薯和匍匐莖；在結(jié)薯期和成熟期（播種90d后），線蟲開始危害新生塊莖，隨著塊莖膨大危害會加重，并且新生塊莖在整個生育期受害最為嚴重。漆永紅等發(fā)現(xiàn)甘薯秧苗移栽4周后，腐爛莖線蟲從地下莖下部3cm處侵入；移栽8周后，該線蟲向上擴展至地下莖上部3cm；移栽10周后，該線蟲蔓延至地上莖部；移栽12周后，該線蟲開始侵染塊根。由此可見，與甘薯相比，在馬鈴薯中線蟲侵染部位和擴展路徑不同，但最終都會導(dǎo)致塊莖受害，這可能是由于馬鈴薯與甘薯生理結(jié)構(gòu)和繁殖方式不同。隨著馬鈴薯生長，母薯逐漸消解，匍匐莖完全發(fā)育成新生塊莖后也逐漸消解，取食或寄生位點的消失，導(dǎo)致線蟲遷移。而在地下部具有鱗莖的鳶尾上，土壤中的線蟲有時會直接侵染根系。不同時期接種結(jié)果表明，土壤中的腐爛莖線蟲可直接侵入匍匐莖和新生塊莖造成危害。因此，在播種前和馬鈴薯生長早期控制線蟲入侵是防治腐爛莖線蟲病的關(guān)鍵。

王玉娟等在室內(nèi)不同時期接種試驗發(fā)現(xiàn)，5月-9月線蟲均可侵染當(dāng)歸，但危害程度存在差異；5月-7月侵染當(dāng)歸時，發(fā)病率可達100%，病情指數(shù)為33.3～100;7月以后侵染當(dāng)歸時，發(fā)病率為33.3%～50%，病情指數(shù)為11.1～16.6，說明在當(dāng)歸成藥期內(nèi)腐爛莖線蟲均可侵染當(dāng)歸根，且侵染時間越早發(fā)病率越高，危害越嚴重。徐振等發(fā)現(xiàn)甘薯苗移栽當(dāng)天和后3周接種莖線蟲，在接種3周即可侵染甘薯苗，收獲時薯苗內(nèi)莖線蟲數(shù)量分別達到2175條/g和1170條/g組織，薯拐的病情指數(shù)分別為68．0和53．0，薯塊的病情指數(shù)分別為14.1和5.1，總薯重分別為7.4kg和8.2kg;移栽6周后接種莖線蟲，在接種第6周可侵染甘薯苗，收獲時薯苗內(nèi)莖線蟲數(shù)量為218條/g組織，薯拐的病情指數(shù)為24.1，薯塊的病情指數(shù)為4.2，總薯重為9．0kg；移栽12周后接種的處理對甘薯苗生長影響較小，收獲時薯苗內(nèi)莖線蟲數(shù)量分別達到112條/g和23條/g組織。薯拐的病情指數(shù)分別為26.2和14.1，薯塊的病情指數(shù)分別為7.7和6.7，總薯重分別為9.2kg和12.8kg，說明莖線蟲侵染越早，甘薯發(fā)病越重，對產(chǎn)量影響越大。本研究結(jié)果也顯示，腐爛莖線蟲侵染越早，對馬鈴薯的危害越嚴重。在苗期（播種70d）以前侵染，發(fā)病率都可達100%，尤其在播種70d時線蟲侵染馬鈴薯，導(dǎo)致塊莖鮮重最低，塊莖中線蟲密度最高，說明該階段侵染最有利于線蟲的繁殖。在發(fā)棵期到成熟期（播種70d后）接種，對馬鈴薯危害隨著侵染時間推遲而逐漸減輕。這與前人在當(dāng)歸、甘薯上的研究結(jié)果一致。可見，對于由腐爛莖線蟲引起的病害，一定要盡早防治。