旱稻孢囊线虫（Heterodera elachista）孵化特性研究

贺沛成， 洪 宏， 伍敏敏， 丁 中，2＊

（1.湖南农业大学生物安全科学技术学院，长沙 410128；2.植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室，长沙 410128）

旱稻孢囊线虫（Heterodera elachista）孵化特性研究

贺沛成1， 洪 宏1， 伍敏敏1， 丁 中1，2＊

（1.湖南农业大学生物安全科学技术学院，长沙 410128；2.植物病虫害生物学与防控湖南省重点实验室，长沙 410128）

为了解旱稻孢囊线虫的孵化特性，从水稻根系及根系附近土壤分离孢囊，在室内离体条件下研究不同温度及水稻根系分泌物、土壤浸液、水稻根汁等因子对2龄幼虫孵化的影响，并观察不同温度下2龄幼虫的存活能力。结果表明：旱稻孢囊线虫孵化的适宜温度范围为28～32℃，且在该温度范围初孵2龄幼虫的存活率高、存活时间相对较长，35℃下孵化率及初孵2龄幼虫的存活率、存活时间均明显下降，40℃下无线虫孵化，20℃下孢囊线虫孵化率仅为0.9%，4℃下可延长2龄幼虫的存活时间。水稻分泌物、水稻土壤浸液和水稻20倍根汁对旱稻孢囊线虫孵化具有刺激作用，5倍根汁和4mmol／L氯化锌溶液对线虫的孵化有抑制作用。上述结果可为制定旱稻孢囊线虫防治措施提供依据。

旱稻孢囊线虫； 孵化； 存活能力

旱稻孢囊线虫（Heterodera elachistaOhshima，1974）又称日本孢囊线虫（Japanese cyst nematode），最早由冈田1953年在日本枥木县山地稻田中发现［1］，该线虫在水稻上可造成7%～19%的损失［2］。作者通过田间调查，发现该线虫在湖南省长沙县、衡东县、平江县、邵阳县及湘乡市的丘陵地带的水稻田均有发生（另文发表）。

孢囊线虫的孵化受各种因素的影响。为了解旱稻孢囊线虫孵化的特性，作者在离体条件下研究了温度及根系分泌物等因子对2龄幼虫孵化的影响，并观察了不同温度下2龄幼虫的存活能力。

1 材料与方法

1.1 线虫的采集及孢囊的分离

2011年4－5月在湖南省长沙县干杉镇采集去年残余水稻根系及根系附近土壤。土壤样本采用蔗糖液离心法分离样品中孢囊，在体视显微镜下选择新鲜饱满的孢囊作为供试样本。

1.2 孵化保湿液

1.2.1 水稻分泌物

将水稻种子（‘威优227’）采用3%次氯酸钠消毒20min，自来水清洗干净后放置在垫有滤纸的15cm培养皿内发芽，待水稻发芽后加入自来水，10d后收集其根系培养液，过滤后备用。

1.2.2 土壤浸液

参照王明祖等方法［3］，将风干的20g水稻田黄泥土置烧杯内，加水100mL，搅拌后静置24h，取上清液过滤后备用。

1.2.3 水稻根汁

参照王明祖等方法［3］，在蛭石中种植水稻，待苗高7～10cm时拔出，洗净稻根，放滤纸上片刻后除去多余自来水，在研钵内将稻根研碎，榨取汁液，滤纸过滤，用去离子水稀释5、10倍和20倍备用。

1.3 温度对旱稻孢囊线虫孵化的影响

将所选孢囊置于盛有水稻根系分泌物的孵化池（6孔细胞培养板）中进行孵化。设置的温度梯度为20、25、28、30、32、35 ℃和40 ℃。每个处理20个孢囊，3次重复。每2d调查2龄幼虫的孵化数量，每4d更换孵化液，统计30d内的孵化总量，并计算孵化率。

1.4 不同保湿液对旱稻孢囊线虫孵化的影响

孵化液分别为土壤浸液、水稻根汁5、10倍和20倍、4mmol／L氯化锌和自来水。在30℃下进行孵化。其他处理方法同1.3。

1.5 温度对2龄幼虫存活能力的影响

1.5.1 初孵幼虫存活率观察

在“温度对旱稻孢囊线虫孵化的影响”试验的第20天开始，每2d调查1次，连续5次观察初孵2龄幼虫的死亡情况。死亡的幼虫一般呈僵直状，若无法辨别则挑入2%NaCl溶液，活虫则卷曲、扭动。

1.5.2 2龄幼虫离体存活能力观察

参照郑经武等［4］方法，将初孵幼虫50条放入6孔细胞培养板，加盖后置于4、16、25、30℃和35℃，每温度重复3次，每2d观察1次并剔除死虫。线虫死活鉴定同1.5.1。采用DPS v 7.05版软件计算其半数死亡时间。

2 结果与分析

2.1 温度对旱稻孢囊线虫2龄幼虫孵化的影响

从图1可知，在所设置的孵化温度中，28～32℃是旱稻孢囊线虫孵化的最佳温度范围，其30d孵化率在26.5%～35.3%之间，25℃时孵化率为16.6%，35℃和38℃的孵化率分别为7.2%和2.6%，当温度为40℃时无2龄幼虫孵化，20℃时孵化率极低仅为0.9%。

图1 不同温度下旱稻孢囊内卵的孵化率

2.2 不同保湿液对旱稻孢囊线虫孵化的影响

图2结果表明，在30℃下水稻分泌物、水稻田黄泥土土壤浸液和20倍根汁的孵化率分别为35.3%、33.0%和29.9%，三者在0.05水平上无显著性差异。10倍根汁和自来水的孵化率分别为17.6%和11.2%，而5倍根汁和4mmol／L氯化锌溶液对线虫的孵化有抑制作用，其孵化率分别为6.9%和6.3%。

图2 不同保湿液对旱稻孢囊线虫孵化的影响

2.3 初孵幼虫的存活率

在试验中观察到，不同温度间初孵2龄幼虫的存活率具有差异（见图3），其中25、28、30℃和32℃下初孵幼虫的存活率较高，分别为70.2%、78.2%、69.3%和61.8%，35℃下初孵幼虫的存活率显著下降，其存活率为38.8%。

图3 温度对旱稻孢囊线虫初孵幼虫的影响

2.4 温度对2龄幼虫存活能力的影响

从图4结果可知，在4℃下线虫的死亡率较低，可在该温度下保存线虫，但在低温条件下无活动能力不能侵染水稻。线虫在4、16、25、30℃和35℃下其半数死亡的时间分别为44.2、11.3、8.5、10.4d和6.9d。在4、16、25、30℃和35℃下线虫全部死亡的时间分别为69、30、24、24d和20d。16℃下虽然其存活时间较长，但线虫在该温度下活动能力弱不具备侵染能力，在30℃下其活动能力和存活的时间均较高，有利于其侵染水稻，35℃以上高温线虫的存活时间较短。

图4 温度对旱稻孢囊线虫2龄幼虫存活能力的影响

3 讨论

在影响孢囊线虫2龄幼虫孵化的因素中，温度是最主要的因素之一。多种孢囊线虫的孵化适宜温度为15～29℃。本试验采用湖南省长沙县干杉的线虫群体，其适宜的孵化温度范围为28～32℃，高于禾谷孢囊线虫（H.avenae）（15℃）、大豆孢囊线虫（H.glycines）（24℃）和甜菜孢囊线虫（H.schachtii）（25℃）的最佳孵化温度，与玉米孢囊线虫（H.zeae）的适宜孵化温度相似，最佳孵化温度均为30℃［5］。湖南一般在5月上中旬易受低温阴雨条件影响，5月下旬气温可迅速升高，大部分地区日平均气温可稳定在20℃以上，因此5月下旬在水稻田保持浅水层和适宜的温度条件下线虫可大量孵化侵染水稻。

目前已知危害水稻的孢囊线虫有水稻孢囊线虫（H.oryzae）、拟水稻孢囊线虫（H.oryzicola）、甘蔗孢囊线虫（H.sacchari）和旱稻孢囊线虫［6］。水稻分泌物和水稻土浸液均可诱导干杉群体旱稻孢囊线虫卵的孵化，这与甘蔗孢囊线虫的孵化特性相似［7］，只有在温度适宜且存在诱导物的情况下线虫才能大量孵化。可以推测，在水稻分泌物或水稻土浸液中存在可诱导卵孵化的物质，其成分及诱导机制则有待进一步研究。

在本研究中水稻根分泌物取自10d以上的水稻幼苗根的培养液，该培养液和20倍水稻根汁均可诱导孢囊内卵的孵化，但5倍根汁对卵的孵化具有抑制作用，这意味着在水稻生长后期，随着水稻根际分泌物浓度的提高可能会抑制卵的孵化。

在试验中作者观察到，初孵2龄幼虫的存活率均在80%以下，且在28℃以上时温度越高存活率越低，若需要收集获得大量具有活力的线虫可将刚孵化的2龄幼虫暂时保存在4℃条件下备用。

［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，颜家坤.小麦孢囊线虫病的研究：Ⅱ.病原燕麦孢囊线虫的孵化［J］.华中农业大学学报，1993，12（6）：561-565.

［4］ 郑经武，林茂松，方中达.温度对燕麦孢囊线虫孵化及存活能力的影响［J］.南京农业大学学报，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，Fenoll 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

公益性行业（农业）科研专项（200903040）

＊ 通信作者 dingzx88＠yahoo.com.cn