湖南稻区拟禾本科根结线虫寄主范围调查

2023-01-12张露李奔奔李新文吕军叶姗丁中

湖南农业大学学报（自然科学版） 2022年6期

张露，李奔奔，李新文，吕军，叶姗，丁中*

湖南稻区拟禾本科根结线虫寄主范围调查

张露1，李奔奔2，李新文3，吕军2，叶姗1，丁中1*

(1.湖南农业大学植物保护学院，湖南长沙 410128；2.湖南省植保植检站，湖南长沙 410006；3.湖南省平江县植保植检站，湖南平江 414500)

2020—2021年，采用田间调查及温室盆栽27种作物接种拟禾本科根结线虫2龄幼虫的方法，确定湖南稻区拟禾本科根结线虫的寄主范围。结果表明：湖南稻区拟禾本科根结线虫可侵染15科29种植物，其中杂草15种、蔬菜12种、粮食作物2种；玉米、甘薯、花生、辣椒、番茄、南瓜、冬瓜、菜瓜、丝瓜、西葫芦、黄秋葵、刀豆等为非寄主作物，大豆、小麦、菜豆、胡萝卜、小葱、大蒜、青菜等为弱寄主。

水稻；拟禾本科根结线虫；寄主；湖南稻区

拟禾本科根结线虫()可导致水稻感染根结线虫病。该线虫繁殖快、寄主广，受害水稻长势变弱且产量下降，严重时可使水稻减产高达80%[1–2]。赵洪海等[2]最早在海南省三亚市发现该线虫还为害水葱。近年来，水稻根结线虫病呈现出由南向北扩展蔓延的趋势，湖南、江西、湖北、江苏、浙江和河南等水稻主产区均有发生，且逐年加重[3–8]。据报道，该线虫可侵染100多种植物[9]，包括小麦、玉米、大麦、高粱等禾谷类粮食作物，以及禾本科、莎草科和菊科等多种双子叶杂草，如光头稗((L.) Link)、异型莎草(L.)碎米莎草(L.)、双花草((Forsk.) Stapf)和鳢肠((L.) L.)等[10]。湖南稻区的杂草约有48科148种[11]，其中稗草、异型莎草等既是一些稻田生境的优势杂草，又是拟禾本科根结线虫的寄主，同时还是根结线虫越冬的重要场所。明确拟禾本科根结线虫在湖南稻区的寄主植物，对于科学合理防控水稻根结线虫病具有重要意义。

已有的研究表明，不同地理种群的拟禾本科根结线虫的寄主范围存在差异。POKHAREL等[12]发现，佛罗里达州的拟禾本科根结线虫与尼泊尔、印度和孟加拉国的拟禾本科根结线虫的寄主范围存在差异，推测拟禾本科根结线虫可能存在不同的生理小种。BELLAFIORE等[13]研究表明，越南的所有拟禾本科根结线虫种群均不能在番茄、绿豆、玉米和大豆上繁殖，而这4种作物曾被报道是拟禾本科根结线虫的寄主[12, 14]。随着气候变化，农作物种植结构调整以及稻田除草剂的广泛使用，农田杂草群落也在变化。在自然条件下拟禾本科根结线虫可侵染湖南稻区的杂草种类及在人工接种条件下侵染的作物种类都需要厘清。为此，笔者对湖南稻区拟禾本科根结线虫的田间寄主杂草和主要经济作物进行了大田调查和室内人工接种测定，以期进一步了解拟禾本科根结线虫在湖南稻区的寄主范围，为综合防控水稻根结线虫病提供依据。

1　材料与方法

1.1　拟禾本科根结线虫的田间寄主范围调查

2020—2021年，在湖南省平江县、汉寿县，于水稻苗期、分蘖期、拔节孕穗期、成熟期和稻田冬作前后广泛调查水稻拟禾本科根结线虫发生严重的田块及田垄周围的所有植物。随机挖取田内和周边生境有根结的植物，解剖根结并鉴定。用清水将采集的植物根际土壤冲洗干净并拍照，计数植物根系的根结数，参照POUDYAL等[15]方法进行分级：0级，健康，无根结；1级，根结小且数量极少，不易观察；2级，根结小，根结数量稍多，易观察；3级，根结小，数量较多且盘绕，根系功能未受影响；4级，根结数量较多，有较大根结；5级，25%～49%根系上有根结，小部分根系未受影响；6级，50%～74%根系有根结，根系正常功能受影响；7级，75%以上的根系有根结，失去根系功能；8级，无健康根系；9级，整个根系出现腐烂；10级，植株死亡。

1.2　作物温室人工接种测定

根据湖南稻区农作物和蔬菜种植情况，选取主要作物进行接种试验。供试蔬菜和作物种子均购于本地农贸市场，包括紫甘蓝、紫菜薹、韭菜、茼蒿、生菜、青菜、胡萝卜、大蒜、番茄、黄秋葵、蕹菜、菜豆、茄子、菜瓜、西葫芦、辣椒、刀豆、丝瓜、南瓜、冬瓜、芫荽、小葱、玉米、小麦、花生、甘薯、大豆。将各蔬菜和作物种子置于种苗盘，采用营养土育苗。试验土壤预先置于100 ℃高温烘箱中10 h，以彻底高温杀死土壤内线虫。每盆放约400 g灭菌土壤。育苗40 d后，挑选生长一致的作物移栽到花盆中(110 mm×100 mm)，并接种拟禾本科根结线虫2龄幼虫。

在作物根际周围2 cm处，扎4个1.5 ～ 2 cm深的孔，将含有2龄幼虫(100条/mL)的悬浮液接种到根际土壤中，每盆共接种500条。将盆栽苗在温室中完全随机排列。环境温度(25±3) ℃，相对湿度90%以上。每种植物12个重复，适时浇水，常规管理。

温室接种30 d后取出完整植株根系，用清水冲洗干净，参考POKHAREL等[16]方法收集植株根系中的卵，在体式显微镜下观察计数。

1.3　数据分析

植物拟禾本科根结线虫繁殖系数为Rf，Rf为收获时根系中的线虫与卵粒总数(Pf)与接种时2龄幼虫初始数Pi的比值。依据文献[17–18]，当Rf≥10时，寄主植物为易感寄主；当1≤Rf<10时，该植物为寄主；当0.1≤Rf<1时，该植物为弱寄主；当0≤Rf<0.1时，该植物为非寄主。

利用SPSS 20.0 对试验数据进行统计分析，选用Duncan氏新复极差法进行差异显著性检验。

2　结果与分析

2.1　湖南稻区拟禾本科根结线虫的寄主杂草

2020—2021年，共调查到湖南稻区120余种稻田植物。其中杂草根结线虫发病情况列于表1。从表1中可以看出，拟禾本科根结线虫可侵染15种杂草，分属9个科，包括莎草科香附子、菊科石胡荽、大戟科叶下珠、禾本科稗草、狗尾草、千金子、看麦娘、菵草等。各寄主杂草受侵染发病程度不同，香附子和稗草根结等级达6～7级；丁香蓼、菵草根结等级达5～6级；耳草和狗尾草、水虱草根结等级达4～5级；千金子根结等级达3～4级；石胡荽、叶下珠、母草、双穗雀稗、看麦娘根结等级达2～3级；石龙芮和莲子草根结等级达1～2级。

2.2　人工接种条件下拟禾本科根结线虫在不同作物上的繁殖能力

从表2可知，十字花科中紫甘蓝与紫菜薹、菊科茼蒿与百合科中的韭菜、伞形科芫荽、旋花科蕹菜及茄科中的茄子根系中每株卵粒数量均超过500，而其他作物根系上卵粒数量相对较少。在这27种作物中，菊科的茼蒿根系中卵粒数量最多，其次是十字花科的紫菜薹，卵粒数量均在700粒/株以上。茼蒿、紫菜薹、韭菜、紫甘蓝、芫荽、蕹菜、茄子的繁殖系数为1 ～ 10，是寄主作物；青菜、大蒜、小葱、胡萝卜、大豆、菜豆、小麦的繁殖系数为0.1～1，是弱寄主作物；生菜、番茄和丝瓜的繁殖系数小于0.1，刀豆、辣椒、菜瓜、南瓜、冬瓜、西葫芦、黄秋葵、甘薯、花生和玉米的繁殖系数为0，都是非寄主作物。

表2　拟禾本科根结线虫的寄主类型评价

表2(续)

同列不同字母表示植物间卵粒数和繁殖系数的差异有统计学意义(<0.05)。“–”示非寄主；“+”示弱寄主；“++”示寄主。

3　结论与讨论

拟禾本科根结线虫寄主范围广，已有侵染水稻、大豆、黑燕麦等多种作物，以及稗草、香附子等杂草[19–20]的报道。由于拟禾本科根结线虫可能存在不同的生理小种和不同的致病型，不同地理种群的拟禾本科根结线虫寄主范围存在差异[20–21]。

针对湖南省稻区的拟禾本科根结线虫寄主范围进行调查，明确了人工接种条件下湖南省拟禾本科根结线虫的7种寄主作物、7种弱寄主作物、13种非寄主作物，首次发现芫荽、韭菜、紫菜薹为其寄主植物。与文献[22–24]的报道不同的是，番茄、花生、玉米、黄秋葵、甘薯、辣椒为本地区拟禾本科根结线虫的非寄主作物。实际生产中，可针对本地区拟禾本科根结线虫的寄主范围来选择和种植不同作物，避免因选择种植错误的作物而导致拟禾本科根结线虫严重为害，也可选择合适的轮作作物抑制拟禾本科根结线虫的繁殖，防止该线虫对后茬作物造成危害。

田间调查结果表明，湖南稻区拟禾本科根结线虫可侵染9个科15种杂草，在所调查的120余种稻田杂草中占12%，其中莎草科香附子、禾本科稗草、菵草、看麦娘及柳叶菜科丁香蓼等均是稻田主要杂草，同时也是拟禾本科根结线虫的优良寄主。调查发现，水稻收获后该线虫能继续寄生于田边杂草进行繁殖、越冬，并可在早春侵染菵草、看麦娘等越年生杂草，使得拟禾本科根结线虫能够在没有作物存在的情况下可继续繁殖，增加土壤的线虫基数，严重为害后茬作物；因此，在两季作物种植间隙及时清除杂草，可有效减少根结线虫种群数量。控制杂草是减少根结线虫种群数量的重要措施[10,24]。采用非寄主或弱寄主作物轮作体系，降低线虫基数，能在一定程度上抑制根结线虫的危害。

[1] DUTTA T K．Global status of rice root-knot nematode，[J]．African Journal of Micro- biology Research，2012，6(32)：6016–6021．

[2] 赵洪海，刘维志，梁晨，等．根结线虫在中国的一新纪录种：拟禾本科根结线虫[J]. 植物病理学报，2001，31(2)：184–188．

[3] WANG G F，XIAO L Y，LUO H G，et al．First report ofon rice in Hubei Province of China[J]．Plant Disease，2017，101(6)：1056．

[4] XIE J L，XU X，YANG F，et al．First report of root-knot nematode，，on rice in Sichuan Province，Southwest China[J]．Plant Disease，2019，103(8)：2142．

[5] TIAN Z L，BARSALOTE E M，LI X L，et al．First report of root-knot nematode，，on rice in Zhejiang，Eastern China[J]．Plant Disease，2017，101(12)：2152．

[6] SONG Z Q，ZHANG D Y，LIU Y，et al．First report ofon rice() in Hunan Province，China[J]．Plant Disease，2017，101(12)：2153．

[7] JU Y，WU X，TAN G，et al．First report ofon rice in Anhui Province，China[J]．Plant Disease，2021，105(2)：512．

[8] LIU M Y，LIU J，HUANG W，et al．First report ofon rice in Henan Province，China[J]．Plant Disease，2021，105(10)：3308．

[9] MANTELIN S，BELLAFIORE S，KYNDT T.：a major threat to rice agriculture[J]. Molecular Plant Pathology，2017，18(1)：3–15．

[10] RICH J R，BRITO J A，KAUR R，et al．Weed species as hosts of Meloidogyne：a review[J]．Nematropica，2009，39(2)：157–185．

[11] 郑和斌．湖南省稻田杂草发生情况及防除技术[J]．湖南农业科学，2013(22)：54–55．

[12] POKHAREL R R，ABAWI G S，DUXBURY J M，et al. Variability and the recognition of two races in[J]．Australasian Plant Pathology，2010，39(4)：326–333．

[13] BELLAFIORE S，JOUGLA C，CHAPUIS É，et al. Intraspecific variability of the facultative meiotic parthe- no-genetic root-knot nematode() from rice fields in Vietnam[J]．Comptes Rendus Biologies，2015，338(7)：471–483．

[14] MACGOWAN J B，LANGDON K R．Hosts of the rice root-knot nematode[J]. Nematology Circular，1989，172．

[15] POUDYAL D S，POKHAREL R R，SHRESTHA S M，et al．Effect of inoculum density of rice root knot nematode on growth of rice cv．Masuli and nematode development[J]．Australasian Plant Pathology，2005，34(2)：181．

[16] POKHAREL R R，DUXBURY J M，ABAWAI G. Evaluation of protocol for assessing the reaction of rice and wheat germplasm to infection by[J]．Journal of Nematology，2012，44(3)：274–283．

[17] FERRIS H，CARLSON H L，VIGLIERCHIO D R，et al. Host status of selected crops to[J]. Journal of Nematology，1993，25(4 Suppl)：849–857．

[18] BROWN C R，MOJTAHEDI H，SANTO G S．Resistance to Columbia root-knot nematode inssp．and in hybrids ofwith tetraploid cultivated potato[J]. American Potato Journal，1991，68(7)：445–452．

[19] FORTUNER R，MERNY G．Root-parasitic nematodes of rice[J]．Revue de Nematologie，1979，2(1)：79–102．

[20] POKHAREL R R．Characterization of root-knot popula- tions from rice-wheat fields in Nepal and reaction of selected rice and wheat germplasm to[J]．2007，39(3)：221–230．

[21] GERGON E B，MILLER S A，DAVIDE R G．Occurence and pathogenicity of rice root-knot nematode() and varietal reaction of onion()[J]. Philippine Agricultural Scientist，2001，84(1)：43–50．

[22] PRASAD J S，PANWAR M S，RAO Y S．Nematode problems of rice in India[J]．Tropical Pest Management，1987，33(2)：127–136．

[23] 周银丽，尹体刘，白建波，等．杏仁等6种植物提取液对水稻潜根线虫的抑杀作用[J]．湖北农业科学，2011，50(6)：1153–1155．

[24] DAS N，RAY S，JENA S N，et al．Effect of certain herbicides on weeds and population of root-knot nematode() in mustard[J]．Crop Research，1998，16：156–158．

Investigation of host range ofin Hunan rice region

ZHANG Lu1，LI Benben2，LI Xinwen3，LYU Jun2，YE Shan1，DING Zhong1*

(1.College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128, China; 2.Hunan Plant Protection and Quarantine Station, Changsha, Hunan 410006, China; 3.Pingjiang Plant Protection and Plant Quarantine Station, Pingjiang, Hunan 414500, China)

The host range of rice root-knot nematodes() in Hunan rice region were systematically identified by field investigation and inoculating 27 kinds of crops with second stage juveniles (J2) of nematode in greenhouse conditions from 2020 to 2021. The results showed that these nematodes can infect 29 species of plants from 15 families, including 15 weeds, 12 vegetable crops and 2 grain crops.,,,,,,,L. var,,,andwere non-host, while,,,,,andvar.were poor hosts. Non-host and poor host crops could be applied in crop rotation measures.

rice;; host range investigation; Hunan rice region

S435.111.4+8

1007-1032(2022)06-0686-05

张露，李奔奔，李新文，吕军，叶姗，丁中．湖南稻区拟禾本科根结线虫寄主范围调查[J]．湖南农业大学学报(自然科学版)，2022，48(6)：686–690．

ZHANG L，LI B B，LI X W，LYU J，YE S，DING Z．Investigation of host range ofin Hunan rice region[J]. Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences)，2022，48(6)：686–690．

http://xb.hunau.edu.cn