专题 | 线虫病害与控制研究
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禾谷类孢囊线虫是全世界公认的危害禾谷类作物、引起重大经济损失的植物寄生线虫；根结线虫是一种高度专化型的杂食性植物病原线虫, 为害瓜类、茄果类、豆类及萝卜、葫萝卜、莴苣、白菜等30多种蔬菜，并传播真菌和细菌性病害。
2018年5月4-5日，在许昌召开的“小麦孢囊线虫综合治理技术示范现场会”上，与会专家对公益性行业（农业）科研专项“作物孢囊线虫综合治理技术方案（201503114）”项目首席科学家中国农业科学院植物保护研究所彭德良研究员及项目组专家的研究成果和防控措施给予高度肯定和赞赏，康振生院士还讲到，经过近10年的工作积累，项目组形成了完善的小麦孢囊线虫综合防控技术体系，各项措施有机的结合成效显著。同时在河南、河北、山东及全国各地形成了一支稳定的小麦孢囊线虫研究的团队，带动了学科的发展，将论文写在大地上，展现了科研单位的实干风气。
以下小编整理了2017年以来，发表在Journal of Integrative Agriculture (农业科学学报；中国农业科学院主办，IF 1.042) 的5篇研究论文，从禾谷孢囊线虫和根结线虫的寄主、防治、种群进化方面详细进行了阐述。再次感谢彭德良研究员、简恒教授、黄文坤研究员等研究团队对JIA的认可和信任！
大麦品种 Golden Promise是研究禾谷孢囊线虫（Heterodera avenae）与寄主互作的合适的候选模式寄主
禾谷孢囊线虫（H. avenae）侵染全世界禾谷类作物，引起严重的产量损失。禾谷孢囊线虫与其寄主的互作研究目前依然停留在初级阶段。本文探索了大麦品种Golden Promise作为禾谷孢囊线虫与寄主互作研究的候选模式寄主的可行性。用0.7%水琼脂平板上的吸引实验表明，大麦GP根尖可以吸引侵染性二龄幼虫并使其聚集在根伸长区附近，灭菌沙土中接种实验表明，线虫可以成功侵入大麦根部和在根内发育，在接种后40天发育直至时成熟雌虫。用冰冻切片测量观察取食位点的合胞体大小，结果显示合胞体随着线虫的发育而逐渐增大，并引起根部相应部位明显膨大。实时荧光定量PCR分析揭示了大麦中防御相关基因在线虫侵染后下调表达，而发育相关基因上调表达，进一步证明大麦GP是一种亲和性寄主。大麦条斑花叶病毒诱导的基因沉默可在大麦GP叶片和根系表达。结论：大麦品种 Golden Promise是一种合适的模式寄主，可用于禾谷孢囊线虫与寄主的互作研究。本研究提供了第一个具有基因组研究背景并且适用于BSMV VIGS的禾谷孢囊线虫寄主（简恒教授和彭德良研究员为共同通讯作者，第一作者罗书介）。
Cite this paper:
LUO Shu-jie, KONG Ling-an, PENG Huan, HUANG Wen-kun, CUI Jiang-kuan, LIU Jing, QIAO Fen, JIAN Heng, PENG De-liang. Golden Promise barley (Hordeum vulgare) is a suitable candidate model host for investigation interaction with Heterodera avenae. Journal of Integrative Agriculture, 2017, 16(7): 1537–1546.
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二穗短柄草是小麦孢囊线虫的寄主
小麦孢囊线虫（cereal cyst nematode, CCN）Heterodera avenae广泛分布于世界各地，且对禾谷类作物危害严重。寻找模式寄主将会有助于该线虫的研究。二穗短柄草Brachypodium distachyon是一种新型的单子叶模式植物，且是一种很有前景的新型病害模式植物。本研究对25个B. distachyon品系接种中国北京H. avenae后发现，H. avenae可以侵染所有的B. distachyon品系，但只有13个品系可产生孢囊。侵染后的二穗短柄草根系整体变小，须根呈现变短变粗的特点。1000 J2s/株的线虫接种剂量足够H. avenae侵染。品系Koz-1与TR2A相比，可产生更多的孢囊，对Koz-1接种5个不同地理种群的CCN（Ha1或Ha3致病型组）均能形成孢囊。结果表明，B. distachyon是CCN的寄主（简恒教授为通讯作者，第一作者陈昌龙）。
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CHEN Chang-long, LIU Shu-sen, LIU Qian, NIU Jun-hai, LIU Pei, ZHAO Jian-long, LIU Zhi-yong, LI Hong-jie, JIAN Heng. Host status of Brachypodium distachyon to the cereal cyst nematode. Journal of Integrative Agriculture, 2018, 17(2): 381–388.
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中国水稻品种对拟禾本科根结线虫的抗性评价
水稻拟禾本科根结线虫（Meloidogyne graminicola）在世界范围内均有分布，对亚洲水稻生产具有严重影响。本研究利用根内线虫数量及根结指数评价了5个不同类型水稻品种（早中籼稻、杂交早中籼稻、籼稻、杂交籼稻、温带粳稻、热带粳稻）对拟禾本科根结线虫的抗性，并探索了高抗品种的抗性机制。随机选取的35个品种进行的相关分析表明，根内线虫数量与根结指数呈显著正相关（r=0.87,P<0.05），田间实验与室内实验评价的品种抗性水平基本一致。田间试验测试的136个品种中，杂交早籼稻抗性最好，其次是早籼稻，杂交籼稻，籼稻，热带粳稻，温带粳稻；其中中花11号（早中籼稻）, 深两优11 （杂交早稻）及C两优4418（杂交籼稻）三个品种在室内及田间均表现高抗。对线虫的发育进度分析表明，三个高抗品种中的线虫侵入数量降低，侵入后的幼虫发育成雌成虫的比例减少。本研究筛选出的高抗品种对于我国杂交稻的选育及利用抗性品种开展线虫的综合治理等具有重要意义（黄文坤教授为通讯作者，第一作者占丽平）。
Cite this paper:
ZHAN Li-ping, DING Zhong, PENG De-liang, PENG Huan, KONG Ling-an, LIU Shi-ming, LIU Ying, LI Zhong-cai, HUANG Wen-kun. Evaluation of Chinese rice varieties resistant to the root-knot nematode Meloidogyne graminicola. Journal of Integrative Agriculture, 2018, 17(3): 621–630.
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红灰链霉菌HDZ-9-47对南方根结线虫的田间防效评价
红灰链霉菌Streptomyces rubrogriseus HDZ-9-47分离自根结线虫的卵，本研究在体外及保护地田间环境下评价红灰链霉菌HDZ-9-47对南方根结线虫Meloidogyne incongnita的防治效果。显微镜观察显示红灰链霉菌HDZ-9-47在接种7天时可以有效寄生南方根结线虫的卵。体外生测实验中，红灰链霉菌HDZ-9-47发酵滤液对南方根结线虫二龄幼虫的致死率达97.0%，对卵的孵化抑制率达50%以上。田间防效实验结果表明：定植前穴施200 mL（1012孢子）红灰链霉菌HDZ-9-47发酵液对南方根结线虫的田间防效优于HDZ-9-47的其它施用方法和剂量；定植90天时，该处理中的根结指数及土壤中的二龄幼虫分别较对照减少51.1%和80.7%。此外，土壤生物熏蒸后施用红灰链霉菌HDZ-9-47发酵液处理中的根结指数和二龄幼虫分别较对照减少87.1%和91.0%，其防效优于单独土壤生物熏蒸或单独施用HDZ-9-47发酵液，且高于化学农药福气多的防效。此外，生物熏蒸后施用红灰链霉菌HDZ-9-47发酵液可将番茄产量提高16.1%。以上研究结果表明：HDZ-9-47可以有效地防治南方根结线虫，生物熏蒸后施用红灰链霉菌HDZ-9-47是一种理想且对环境友好的防治南方根结线虫的新措施，具有广阔的应用前景（简恒教授为通讯作者，第一作者金娜）。
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JIN Na, XUE Hui, LI Wen-jing, WANG Xue-yan, LIU Qian, LIU Shu-sen, LIU Pei, ZHAO Jian-long, JIAN Heng. Field evaluation ofStreptomyces rubrogriseus HDZ-9-47 for biocontrol ofMeloidogyne incognita on tomato. Journal of Integrative Agriculture, 2017, 16(6): 1347–1357.
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土耳其禾谷孢囊线虫（Heterodera spp.）种类鉴定和进化分析
植物寄生线虫在禾谷类作物上是一种发生分布十分普遍的病原物，对农产品的产量和质量造成严重的经济影响。为了系统地阐述不同孢囊线虫在土耳其国内的发生分布及其与中国孢囊线虫群体的进化关系，2014年，横跨土耳其五个地理区域、13个省份、21个辖区，共采集到83个混合土样。检测结果表明，66个样品含有孢囊线虫，孢囊检出率达到80%。利用分子生物学方法、ITS测序和物种特异性引物PCR，在64个样品中检测发现了三种生产上危害性十分严重的孢囊线虫：H. filipjevi，H. latipons和H. avenae。ITS-rDNA测序比对结果显示，采自于中国的H. avenae 群体，澳大利亚的H. australis群体和土耳其的H. avenae 群体与采自于欧洲和美国的H. avenae 群体有着十分相近的亲缘关系；土耳其、中国、英国、德国、俄罗斯和美国的H. filipjevi群体均有着十分密切的近缘关系。系统发育树的进化分析中，H. filipjevi群体相对H. avenae 群体十分保守。研究表明土耳其局部地区的孢囊群体密度已经达到或者超过了经济危害阈值。本研究第一次在土耳其Diyarbakir, Edirne和 Kutahya 省辖区报道H. filipjevi的发生, 同时在Diyarbakir 省辖区首次报道H. avenae的发生。详细地阐述了孢囊线虫在土耳其的发生分布；同时，揭示了三种禾谷孢囊线虫在土耳其小麦主产区的最新发生分布情况，为禾谷类作物的抗性育种和田间管理提供了强有力的数据支持（彭德良研究员为通讯作者，第一作者崔江宽）。
Cite this paper:
CUI Jiang-kuan, PENG Huan, LIU Shi-ming, Gul Erginbas Orakci, HUANG Wen-kun, Mustafa Imren, Abdelfattah Amer Dababat, PENG De-liang. Occurrence, identification and phylogenetic analyses of cereal cyst nematodes (Heterodera spp.) in Turkey. Journal of Integrative Agriculture, 2017, 16(8): 1767–1776.
文章转载自微信公众号植物科学最前沿。
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