甘薯茎线虫在南方薯区的发生风险及影响因素研究

徐振+孙厚俊+杨冬静+张成玲+赵永强+谢逸萍

摘要：【目的】明确甘薯茎线虫在我国南方薯区的发生风险，及影响甘薯茎线虫发生为害的环境因素。【方法】分别以种植健康薯苗、薯苗内带虫、人工接种茎线虫三种处理方法在实验田内种植栗子香甘薯品种，设3次重复，收获时调查茎线虫发病情况。第二年在相同地点种植健康栗子香甘薯品种，检测茎线虫在南方薯区定殖的可能性。通过室内盆栽接种实验，研究土壤含水量对甘薯茎线虫病发病程度的影响。【结果】调查结果显示，在薯苗带虫及人工接种的情况下，茎线虫在三明市地区均可发病，但发病程度有逐年下降趋势。室内实验结果表明，土壤含水量对茎线虫病的发病程度具有显著影响。土壤含水量为20%时最适宜茎线虫病的发生，含水量升高或降低均会降低茎线虫病的为害程度。【结论】甘薯茎线虫在我国南方薯区存在较大定殖风险，薯苗带虫及人工接种均可导致茎线虫病的发生，但为害程度逐年降低。土壤湿度过高是导致茎线虫病在南方薯区为害程度降低的原因之一。

关键词：甘薯茎线虫；发生区域；土壤含水量；南方薯区

中图分类号：S435文献标识码：A文章编号：1003-4374（2017）03-0026-04

Abstract：【Objective】Study on risk of potato rot nematode（Ditylenchus destructor Thorne） and environment influencing factors of sweet potato planting area in south China【Method】Conducted field contrast test，applying the arrangement with three repetition，applying healthy seedlings，nematode inoculation and artificial inoculation stem nematodeResearch the disease incidence during the harvest；The second year plan healthy seedlings in the same block to test the possible of colonization by potato rot nematode in sweet potato planting area of south ChinaIndoor potted experiment were carried out to check the effects of soil moisture on the potato rot nematode【Results】 Results of two consecutive years shows that potato rot nematode can occurs in Sanming city under both conditions of T1 and T2，with a reducing morbidity degree year by yearThe results of laboratory experiments shows that the highest disease index occurs under the 20% soil moisture content，which is significantly higher than other treatments【Conclusion】there are much possibility for potato rot nematode to colonizate in sweet potato planting area of south China，and the excessive soil moisture is one of the factors reducing the disease index of potato rot nematode in south area

Key words：Potato rot nematode（Ditylenchus destructor Thorne）； occurrence region； soil moisture content；sweet potato planting area in south China

甘薯莖线虫（[WTBX]Ditylenchus destructor Thorne）是茎线虫属中为数不多的植物寄生性线虫之一。该线虫寄主范围十分广泛，涵盖包括甘薯、马铃薯、花生、大蒜等重要经济作物在内的100多种作物和杂草类植物，同时还可通过取食多种真菌完成生活史。在我国，甘薯茎线虫主要为害甘薯，目前在河北、河南、山东、山西、安徽、江苏等省份均有发生，通常可造成甘薯减产20%～50%，严重时甚至绝收[1]。

大多数学者认为，甘薯茎线虫主要在温带地区发生[2]。我国甘薯产业技术体系对甘薯相关病害调查结果中也很少有甘薯茎线虫病在南方薯区发生的报道。然而，对甘薯茎线虫的生物学特性研究结果表明，该线虫对不利环境具有较高的耐受能力[3]，即使在-20℃条件下处理180天，不同种群仍有485%～1921%的存活率[4]。25～30℃为茎线虫生长的最适温度，在35℃时仍可完成生活史[5]。De Waele等通过离体实验证明，甘薯茎线虫发育的最适温度为28℃，在这一温度条件下甘薯茎线虫的产卵量最高，卵孵化平均只需44天，且卵成活率高达90%以上，幼虫到成虫的生活史周期平均为6～7天。当温度条件为34℃时，甘薯茎线虫种群仍然保持着很高的繁殖速率[6]。此外，上述结果为离体条件下测定，当甘薯茎线虫在寄主体内时，其对环境因素的耐受范围将进一步扩大。通过比较现有的研究结果发现，甘薯茎线虫对环境因素的适应范围与我国南方薯区的气候条件仍具有一定重叠区域。因此，本项研究的目的即在于探讨甘薯茎线虫病在我国南方薯区发生的可能性以及影响其为害程度的环境因素。

徐振，孙厚俊，杨冬静，张成玲，赵永强，谢逸萍：甘薯茎线虫在南方薯区的发生风险及影响因素研究[=]

1材料与方法

11南方薯区茎线虫病发病风险研究

111甘薯茎线虫分离

茎线虫发病薯块采自徐州地区甘薯田内，采用浅盘法分离获得茎线虫悬浮液。将获得的茎线虫悬浮液在5000rpm离心3min浓缩，弃上清，加入含有01%硫酸链霉素和0002%放线菌酮的消毒液对茎线虫表面消毒1h。用灭菌水清洗3次，4℃保存备用[7]。

112甘薯品种准备

以高感茎线虫病甘薯品种栗子香为实验材料，选取健康薯块通过苗床育苗获得健康薯苗。通过打孔法向健康的栗子香薯块内接种茎线虫，在室温条件下培养40天。利用接种过茎线虫的薯块在封闭的水泥池内育苗，获得带茎线虫的栗子香薯苗。

113处理方法

在我国南方薯区内福建省三明市（26°13′N，117°36′E）选择实验田，经隔离处理后按3种处理方法实施实验。Control：种植健康栗子香薯苗；T1：种植带茎线虫薯苗；T2：种植健康薯苗，后用根部滴加法人工接种茎线虫。每个处理小区内种植40棵薯苗，设3次重复，处理小区之间及实验田边缘设2行保护行。收获时调查各处理的发病率及病情指数。第二年（2015年）在同一田块内统一种植健康的栗子香薯苗，收获时调查各处理小区内茎线虫病发生情况。

12土壤含水量对茎线虫病发生程度的影响

将田间土壤在120℃下烘干24小时，再在每个圆形塑料花盆中装入1kg烘干土壤。分别向花盆中加入110ml，250ml，350ml，430ml灭菌水，水中统一含有400头茎线虫。根据：水重/（水重+土重）×100%计算不同处理的土壤含水量分别为10%，20%，26%，30%。选择生长一致的栗子香薯苗，每盆栽种1棵，单独称量并记录每个花盆和薯苗的总重量。试验共设4个处理，每个处理10次重复。薯苗栽种完成后放置于25℃的植物生长间内培养，每天对每个花盆进行称重，根据原有记录补充散失的水分。薯苗培养50天后调查薯苗的病情指数和单位重量薯苗内茎线虫的数量。

13病情指数及数据统计方法

病情指数调查方法根据徐振等方法设计[8]。甘薯苗地下茎病害调查方法是用解剖剪将薯苗自基部起向上剖开，根据茎线虫为害症状的面积进行病害分级，具体分级标准如为：0级：全株不发病；1级：开始发病，尚不显著；2级：受害达全株1/3；3级：受害达全株1/2；4级：受害达全株2/3；5级：全株发病。薯块病害调查方法是用刀将薯块切开，根据茎线虫侵染程度进行分级，分级标准如下：0级：无病；1级：为害面积占薯块横切面积1/4以下；2级：为害面积占薯块横切面积1/4至1/2；3级：为害面积占薯块横切面积1/2至3/4；4级：为害面积占薯块横切面积3/4以上。对样品进行分级后，根据以下公式计算病情指数：

病情指数=[SX（]（各级感病薯块数×相应级数）[]调查薯块数×4[SX）]×100%

甘薯苗地下茎和薯块的病情指数通过[KF（]（x+1）[KF）]转化后进行单因素方差分析比较处理间的差异显著性。

2结果与分析

21南方薯区茎线虫病发病情况调查

为研究甘薯茎线虫病在我国南方薯区的发生风险，本人所在的徐州甘薯研究中心与南方病虫害岗位专家团队合作在福建省三明市设置隔离实验田，通过薯苗带虫及人工接种两种方法调查甘薯茎线虫病在田间的发病情况。2014～2015年期间的田间调查结果表明，在薯苗带虫及人工接种的情况下，甘薯茎线虫病均可在南方薯区田间发生，且为害程度可达到茎线虫病病害分级的最高等级4级（图1A）。2014年的调查结果显示，薯苗带虫处理区内薯块的发病率为28%，人工接种处理区发病率为23%。2015年在相同田内种植健康栗子香薯苗，两处理区域内薯苗发病率均有所下降，分别为12%和4%。值得注意的是，2015年在对照区内薯苗也存在发病的情况，证明了茎线虫在田间的扩散趋势（图1B）。发病薯块的病情指数同样表现出逐年下降的趋势，2014年薯苗带虫及人工接种处理区的薯块病情指数分别为165%和125%，到2015年时分别下降到75%和30%（图1C）。然而，田间仍然能看到达到4级的病薯，说明茎线虫在南方薯区仍存在定殖的可能性。

22土壤含水量对茎线虫病发病程度的影响

中国南、北方薯区间自然条件存在巨大差异，其中土壤含水量是差异最为显著的环境因素之一。本研究通过室内实验，研究了土壤含水量对甘薯茎线虫病发生为害的影响。结果表明，甘薯茎线虫病在土壤含水量为20%时发病最重，随着土壤含水量的升高或降低，甘薯茎线虫病的为害程度均下降（图2）。在接种茎线虫50天后，土壤含水量为20%的处理薯苗病情指数为最高的92%，1克组织内茎线虫数量高达1615头。当土壤含水量升高为26%和30%时，薯苗病情指数分别下降为52%和20%，薯苗单位重量组织内的茎线虫数量也分别下降到925头和170头。另一方面，当土壤含水量降低为10%时，茎线虫病为害同样减轻，病情指数仅为44%，茎线虫种群密度为320头/克组织（表1）。

3讨论与结论

自1982年甘薯茎线虫在中国发生的首次报道以来[9]，人们普遍认为甘薯茎线虫的发生具有明显的区域性，主要集中在温带地区。本项研究所设的实验地点为福建省三明市（26°13′N，117°36′E），处于热带地区边缘，南方薯区范围内。田间调查结果表明，无论是人工接种还是薯苗内带线虫条件下，甘薯茎线虫病均可发生。虽然发病程度与同等条件下北方薯区相比有所降低，但依然说明南方薯区存在较大的发生风险。更重要的是，第二年在统一种植健康薯苗的情况下，田间仍然能够发现达到病害分级最高等级的受害植株，证明茎线虫在当地具有較高的定殖风险。长期以来，关于南方薯区茎线虫病发生的报道较少，其可能原因首先是茎线虫病在北方薯区的严重为害以引起产业内人士的足够重视，加强了薯苗调运的检验检疫，阻碍了茎线虫向南方薯区的扩散。第二个可能的原因是与北方薯区相比，南方薯区的确存在某些环境因素不利于茎线虫病的定殖为害。

甘薯茎线虫病的发生受多种环境因素的影响。通常来讲，甘薯腐烂茎线虫在湿润、疏松、通气及排水好的砂质土壤中发病较重；在黏土地、有机质多的地块、过分干燥的土壤中发病较轻[10]。本项研究结果表明，在薯苗带虫及人工接种的情况下，甘薯茎线虫都可在南方薯区发生，但为害程度呈逐年下降趋势。考虑到实验设计的因素，茎线虫病在第二年为害减轻，部分原因是由于第二年种植的都是健康薯苗，且无人工接种处理，田间茎线虫种群基数减少。然而，研究证明，土壤湿度同样是茎线虫病发生程度的重要影响因素。室内研究结果表明，当土壤含水为20%时，茎线虫病发生最为严重。含水量升高或降低，均会影响茎线虫病的发生程度。另一方面，福建省三明市的年均降水量为1688mm，而北方薯区的年平均降水量则主要集中在400～800mm区间内。综上所述，土壤含水量的差异很可能是导致茎线虫病在南方薯区发生逐年减轻的一个主要因素。

不利的环境因素能阻碍病害的发展，同时也提供了强大的选择压力，促进能够适应不同生存环境的病原种群的分化形成[11，12]。本项研究首先证明了甘薯茎线虫在南方薯区发生的可能性，虽然连续两年的调查结果显示其发病程度有下降的趋势，但不能否定不利的环境选择压下促进茎线虫形成对高温高湿环境具有更高耐受能力的种群的可能性。如果经过一段时间的种群积累，这种耐高温的地理种群很可能对当地的作物造成严重的损失。另一方面，本次实验选择的种植时间为当地最热的夏季，过高的温度对茎线虫病的发生程度具有较大的限制。然而甘薯茎线虫寄主十分广泛，因此如果不严格控制茎线虫的扩散，则很可能造成茎线虫在冬季作物上大发生的严重后果。因此，尽管目前尚无甘薯茎线虫在我国南方薯区大发生的报道，仍需对甘薯茎线虫进行严格的检验检疫，避免茎线虫向南方扩散的风险。

参考文献：

[1][ZK（#]Xu Z，Zhang CL，Sun HJ，Zhao YQ，Yang DJ，Xie YPAttractant and repellent effects of sweet potato root exudates on the potato rot nematode，Ditylenchus destructor [J]Nematology，2015，17（1）：117-124

[2]Fiers M，Edel-Hermann V，Chatot C，Hingrat YL，Alabouvette C，Steinberg CPotato soil-borne diseasesA review [J]Agronomy for sustainable development，2012，32（1）：93-132

[3]Wharton DA，Young SR，Barrett JCold tolerance in nematode [J]Journal of comparative physiology B，1984，154（1）：73-77

[4]王宏寶，李红梅，李茹，林茂松腐烂茎线虫耐寒力测定[J]江苏农业科学，2010，（2）：110-112

[5]周忠，马代夫甘薯茎线虫病的研究现状和展望[J]杂粮作物，2003，23（5）：288-290

[6]Waele DD，Wilken REffect of temperature on the in vitro reproduction of Ditylenchus destructor isolated from groundnut[J]Revue de nematologie，1990：171-174

[7]徐振，杨冬静，张成玲，等甘薯茎线虫（Ditylenchus destructor）对甘薯定向行为研究[J]西南农业学报，2015，28（1）：146-149

[8]徐振，赵永强，孙厚俊，等甘薯生长期及茎线虫种群基数对茎线虫病发病程度的影响[J]西南农业学报，2014，27（4）：1505-1508

[9]丁再福，林茂松甘薯、马铃薯和薄荷上的茎线虫的鉴定[J]植物保护学报，1982，（03）：169-172+219[ZK）]

[10][ZK（#]林茂松，文玲，方中达马铃薯腐烂线虫与甘薯茎线虫病[J]江苏农业学报，1999（3）：186-190

[11]Mateille T，Tavoillot J，Martiny B，Dmowska E，Winiszewska GAridity or low temperatures：What affects the diversity of plantparasitic nematode communities in the Moroccan argan relic forestApplied soil ecology，2016，101：64-71

[12]Chen SY，Sheaffer CC，Wyse DL，Nickel P，Kandel HPlantparasitic nematode communities and their associations with soil factors in organically farmed fields in minnesota[J]Journal of nematology，2012，44（4）：361-369