河南省小麥主產(chǎn)區(qū)菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲發(fā)生情況調(diào)查

劉榮榮, 王 暄, 李紅梅, 王 珍, 劉海璐

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,農(nóng)作物生物災(zāi)害綜合治理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南京 210095)

河南省小麥主產(chǎn)區(qū)菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲發(fā)生情況調(diào)查

劉榮榮, 王 暄, 李紅梅*, 王 珍, 劉海璐

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,農(nóng)作物生物災(zāi)害綜合治理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南京 210095)

為了解河南省小麥主產(chǎn)區(qū)菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的發(fā)生情況,作者分別于2014年和2015年5月通過隨機(jī)采樣調(diào)查方法,從商丘、漯河、許昌、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽、濮陽、焦作等八地區(qū)19個(gè)縣市采集到61份小麥孢囊線蟲(CCN)的根圍土壤樣品,分析了樣品的孢囊密度,發(fā)現(xiàn)采自商丘、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽和濮陽地區(qū)的樣品孢囊密度普遍較高,CCN發(fā)生比較嚴(yán)重;利用雙重PCR技術(shù)對(duì)樣品的CCN種類進(jìn)行了快速檢測(cè)鑒定,檢測(cè)出禾谷孢囊線蟲單一侵染的樣品有33份;菲利普孢囊線蟲單一侵染的樣品有9份,與禾谷孢囊線蟲復(fù)合侵染的樣品有19份。菲利普孢囊線蟲主要采自商丘、漯河、許昌、新鄉(xiāng)、焦作等五個(gè)地區(qū),其中商丘地區(qū)發(fā)生比較普遍。該研究可為河南省小麥的品種布局和孢囊線蟲的綜合防治提供指導(dǎo)。

菲利普孢囊線蟲; 禾谷孢囊線蟲; 復(fù)合侵染; 群體密度; 雙重PCR檢測(cè)

小麥孢囊線蟲cereal cyst nematode(CCN)是危害小麥、大麥、燕麥等作物的重要病原線蟲類群,目前在歐洲、亞洲、澳洲、美洲及非洲的40多個(gè)國(guó)家有發(fā)生和危害[1],對(duì)世界禾谷類作物尤其是小麥的生產(chǎn)和種植造成了極大的損失。CCN是由11個(gè)種組成的復(fù)合種群[2],其中禾谷孢囊線蟲Heteroderaavenae、菲利普孢囊線蟲H.filipjevi和麥類孢囊線蟲H.latipons被認(rèn)定是最具經(jīng)濟(jì)影響力、危害最為嚴(yán)重的種類[3]。禾谷孢囊線蟲于1989年首次報(bào)道在我國(guó)湖北省天門縣小麥上有發(fā)生[4],迄今已在河南、河北、山東、安徽、江蘇等16個(gè)省市有分布[5],發(fā)生面積高達(dá)300萬hm2,且有繼續(xù)擴(kuò)大蔓延的趨勢(shì)[6]。菲利普孢囊線蟲于2010年在河南省臨潁、許昌、衛(wèi)輝、延津首次被發(fā)現(xiàn)[7],此后在河南省博愛縣[8]和安徽省宿州[9]的小麥上也發(fā)現(xiàn)了菲利普孢囊線蟲,因此,摸清菲利普孢囊線蟲在我國(guó)小麥種植大省河南省的發(fā)生分布以及與禾谷孢囊線蟲復(fù)合侵染的危害情況已迫在眉睫。

禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲不僅在形態(tài)上存在差異[7],而且在2齡幼蟲的孵化特性上也存在差異。2齡幼蟲是CCN侵染小麥根系的唯一蟲態(tài),2齡幼蟲的孵化和侵染與小麥的生長(zhǎng)發(fā)育期密切相關(guān)。在我國(guó)冬小麥產(chǎn)區(qū),禾谷孢囊線蟲群體需要經(jīng)過一段時(shí)間的低溫(5～7℃)處理打破滯育后才能夠大量孵化2齡幼蟲[10-11],2齡幼蟲的侵染高峰出現(xiàn)在春季小麥返青期[12];而菲利普孢囊線蟲沒有滯育現(xiàn)象,自然條件下,2齡幼蟲從冬小麥播種的10月就開始孵化,一直到來年的4月結(jié)束,高峰出現(xiàn)在10月和來年的2月[13-14],只要有合適的寄主存在,2齡幼蟲就會(huì)孵化,因此對(duì)小麥根系的持續(xù)侵染期更長(zhǎng),造成的危害也更為嚴(yán)重。此外,在我國(guó)黃淮麥區(qū)還存在菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的多種致病型混合侵染小麥的現(xiàn)象[15],二者的復(fù)合侵染加重了小麥的產(chǎn)量損失,同時(shí)給抗病品種的推廣以及小麥孢囊線蟲的防控帶來了極大的挑戰(zhàn)。

河南省每年小麥種植面積在530萬hm2以上,位居全國(guó)第一[16],CCN的發(fā)生面積已達(dá)117萬hm2,且呈現(xiàn)不斷加重的趨勢(shì)[17]。在2014年和2015年的小麥抽穗揚(yáng)花期,作者對(duì)河南省小麥主產(chǎn)區(qū)的8個(gè)地級(jí)市19個(gè)縣市小麥田進(jìn)行了菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲發(fā)生情況的調(diào)查,分析了采集樣品的孢囊密度,并利用雙重PCR檢測(cè)技術(shù)[18]進(jìn)行了樣品CCN種類的快速鑒定,克服了傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定對(duì)技能要求高、耗時(shí)長(zhǎng)、人為誤差大的劣勢(shì)。本文通過系統(tǒng)了解菲利普孢囊線蟲和禾谷孢囊線蟲在河南省的單獨(dú)侵染或復(fù)合侵染的發(fā)生情況和危害程度,為指導(dǎo)河南省小麥品種布局和CCN綜合防治提供依據(jù),對(duì)穩(wěn)定我國(guó)小麥生產(chǎn),保障糧食安全具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 田間調(diào)查和采樣方法

分別在2014年和2015年的4-5月小麥抽穗揚(yáng)花和灌漿期對(duì)河南省小麥主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行菲利普孢囊線蟲和禾谷孢囊線蟲單獨(dú)或復(fù)合侵染發(fā)生的初步調(diào)查。在河南省商丘、漯河、許昌、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽、濮陽、焦作等8個(gè)地區(qū)19個(gè)縣市的小麥田,采取田間5點(diǎn)隨機(jī)取樣的方法,并有針對(duì)性地選取植株矮小、葉片發(fā)黃和生長(zhǎng)稀疏的小麥地塊進(jìn)行采樣。拔取小麥植株,觀察根系是否成團(tuán),須根是否分叉較多,根系上是否有白色亮晶狀的雌蟲存在。在發(fā)現(xiàn)有CCN的田塊,按5點(diǎn)法隨機(jī)拔取小麥植株,剪去植株地上部分,同時(shí)取根際10 cm深的土樣約1 kg與小麥根樣混合裝袋,密封標(biāo)記后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,同時(shí)詳細(xì)記錄采集地的地理信息數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)栽培相關(guān)信息,包括小麥品種、前茬作物、土壤質(zhì)地以及灌溉情況等。

1.2 孢囊的分離和計(jì)數(shù)

在室內(nèi)將根際土樣自然風(fēng)干后取混合均勻的土樣100 mL,采用漂浮過篩法分離孢囊[19],收集100目篩網(wǎng)上的殘余物,將其淋洗入有濾紙的漏斗,過濾后在體視鏡下,用毛筆和挑針將濾紙上的孢囊全部挑出,分別統(tǒng)計(jì)飽滿孢囊和空孢囊的數(shù)量。每個(gè)樣品重復(fù)分離3次。從每個(gè)樣品的飽滿孢囊中隨機(jī)挑取20個(gè),分別放在載玻片上的水滴中,用挑針壓破使孢囊中的蟲卵全部散出,統(tǒng)計(jì)單孢囊的卵量。計(jì)算總孢囊量、飽滿孢囊率和卵量(粒/孢囊),并運(yùn)用S-Plus軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)方差分析。

1.3 CCN種類的雙重PCR檢測(cè)

挑取各樣品的飽滿孢囊10個(gè),參考王暄等[20]的方法分別提取單個(gè)孢囊的DNA。將單孢囊置于預(yù)先滴加20 μL裂解緩沖液的載玻片上,用挑針挑破孢囊并把卵壓碎,再回收至200 μL PCR管中;液氮中冷凍1 min,65℃水浴2 min,重復(fù)3次;最后65℃溫育1.5 h,95℃處理10 min,14 000 r/min 離心1 min,取上清液于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

利用雙重PCR技術(shù)對(duì)各樣品的10個(gè)單孢囊DNA樣品分別進(jìn)行檢測(cè),利用基于線粒體細(xì)胞色素氧化酶1區(qū)(mtDNA-CO Ⅰ)序列設(shè)計(jì)的禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲的上游特異性引物 HaF8(5′-GCT CAT CAT ATA TTT GTT GTT GGT-3′)和HfF9(5′-ATT TTG CCG GCA TTT GGT CTG G-3′),以及下游通用引物HafR8(5′-CCC TTA AAC CTC CAA CAG TA-3′)[18],在25 μL反應(yīng)體系中,DNA模板1 μL,引物HaF8∶HfF9∶HafR8 濃度比為0.24∶0.16∶0.4 μmol/L,2.5 mmol/L dNTPs 2 μL,10×ExTaqBuffer 2.5 μL,25 mmol/L MgCl22 μL以及ExTaqDNA聚合酶0.1 μL,ddH2O補(bǔ)足至25 μL。擴(kuò)增反應(yīng)條件為:94℃ 3 min;94℃ 30 s,退火溫度58℃ 30 s,72℃ 30 s,35個(gè)循環(huán);72℃延伸10 min。擴(kuò)增產(chǎn)物在1.2%瓊脂糖凝膠上電泳檢測(cè)。根據(jù)各樣品10個(gè)孢囊DNA樣品擴(kuò)增出的條帶大小來判斷所采集的田間樣品是禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲的單一侵染還是復(fù)合侵染。

2 結(jié)果與分析

2.1 CCN在河南省的發(fā)生調(diào)查及群體密度分析

從河南省8個(gè)地區(qū)19個(gè)縣市共采集了61份CCN的小麥根圍土樣,土壤質(zhì)地主要是旱地沙壤土,采樣地的耕作體系主要是小麥和玉米輪作。從調(diào)查結(jié)果(表1)可以看出,各地區(qū)樣品的平均飽滿孢囊密度差別較大,CCN發(fā)生嚴(yán)重程度由高到低依次為商丘、鶴壁、安陽、新鄉(xiāng)、濮陽、許昌、焦作、漯河, 其中,商丘地區(qū)樣本的平均飽滿孢囊密度最大,達(dá)43.0個(gè)/100 mL土,其次是鶴壁地區(qū),樣本的平均飽滿孢囊密度達(dá)到18.1個(gè)/100 mL土,安陽、新鄉(xiāng)和濮陽地區(qū)樣品的平均飽滿孢囊密度分別為14.4、11.9和11.4個(gè)/100 mL土。

不同縣市采樣地塊中的孢囊密度也存在較大的差別,小麥孢囊線蟲發(fā)生最嚴(yán)重的是商丘地區(qū)虞城縣,病田的CCN孢囊密度達(dá)107.4個(gè)/100 mL土,平均飽滿孢囊率高達(dá)73.0%,且平均單孢囊卵量達(dá)225.2粒;此外,鶴壁地區(qū)淇濱區(qū)和新鄉(xiāng)地區(qū)延津縣的麥田發(fā)病也較重,其中淇濱區(qū)病田的平均孢囊密度達(dá)86.3個(gè)/100 mL土,平均飽滿孢囊率為35.1%,平均單孢囊卵量達(dá)201.4粒;延津縣病田的平均孢囊密度為68.6個(gè)/100 mL土,平均飽滿孢囊率為28.9%,平均單孢囊卵量為139.9粒。而臨潁縣、許昌縣、原陽縣、淇縣和濮陽縣病田的平均孢囊密度均小于20個(gè)/100 mL土。調(diào)查結(jié)果表明,CCN在商丘地區(qū)發(fā)生普遍而嚴(yán)重,病田的孢囊密度、平均飽滿孢囊率和平均單孢囊卵量都較高,這與我們?cè)谛←湷樗霌P(yáng)花期調(diào)查時(shí),在該地區(qū)常發(fā)現(xiàn)點(diǎn)片狀發(fā)病嚴(yán)重的田塊情況相吻合。病株呈現(xiàn)明顯矮化,葉片枯黃早衰,麥穗短小,根系呈現(xiàn)嚴(yán)重的須根團(tuán)狀,可見大量的白雌蟲。

表1河南省八地區(qū)不同縣市小麥CCN種類發(fā)生和群體密度分析

Table1OccurrenceandpopulationdensityofcerealcystnematodesonwheatindifferentcountiesofeightdistrictsfromHenanProvince

地區(qū)District縣/市County/City樣本數(shù)/個(gè)Numberofsamples采集總數(shù)Totalcollection禾谷孢囊線蟲H．a(chǎn)venae菲利普孢囊線蟲H．filipjevi混合發(fā)生Mixinfection土壤中孢囊密度/個(gè)·(100mL)-1Numberofcystsinthesoil飽滿孢囊率/%Averagefreshcystrate單孢囊卵量/粒Eggspercyst土壤中飽滿孢囊密度/個(gè)·(100mL)-1Averagenumberoffreshcystsinthesoil商丘Shangqiu永城市Yongcheng1556438．559．2141．1±34．143．0夏邑縣Xiayi5-2355．949．9137．2±39．5虞城縣Yucheng31-2107．473．0225．2±41．8漯河Luohe臨潁縣Linying74-313．237．1142．2±25．24．9許昌Xuchang許昌縣Xuchang62-414．544．8137．3±47．26．5新鄉(xiāng)Xinxiang衛(wèi)輝市Weihui21-138．811．6152．7±2．711．9延津縣Yanjin33--68．628．9139．9±51．3原陽縣Yuanyang33--16．249．4172．1±62．3新鄉(xiāng)縣Xinxiang22--63．624．1184．1±54．5鶴壁Hebi淇縣Qi22--16．536．4114．6±3．218．1淇濱區(qū)Qibin11--86．335．1201．4±76．7安陽Anyang湯陰縣Tangyin11--40．331．5145．5±8314．4滑縣Hua11--37．720．492．2±36．4安陽縣Anyang11--50．345．1230．3±79．8濮陽Puyang南樂縣Nanle22--31．439．8187．2±13．011．4清豐縣Qingfeng33--39．036．9152．9±64．4濮陽縣Puyang11--12．359．3115．3±89．6焦作Jiaozuo博愛縣Boai2-1135．29．9203．4±47．55．2焦作市Jiaozuo1--124．328．8140．1±47．6合計(jì)Total6133919

2.2 雙重PCR檢測(cè)CCN種類發(fā)生情況

利用雙重PCR技術(shù)對(duì)采集的61份樣品的CCN種類進(jìn)行了檢測(cè),每份樣品選取10個(gè)單孢囊DNA為模板,利用禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲特異性上游引物HaF8、HfF9,以及二者共同下游引物HafR8,擴(kuò)增mtDNA-CO Ⅰ區(qū),結(jié)果揭示,有33份為禾谷孢囊線蟲單一侵染樣品,占總樣品數(shù)的54.1%,有9份為菲利普孢囊線蟲單一侵染樣品,其余19份樣品為菲利普孢囊線蟲和禾谷孢囊線蟲復(fù)合侵染樣品。

電泳結(jié)果顯示,每個(gè)單孢囊DNA模板均能擴(kuò)增出單一條帶,禾谷孢囊線蟲單孢囊DNA可擴(kuò)增出約200 bp的特異性條帶,而菲利普孢囊線蟲單孢囊DNA可擴(kuò)增出約320 bp的條帶。若1份CCN樣品中隨機(jī)挑取10個(gè)孢囊所提取的DNA均擴(kuò)增出約200 bp的條帶,表明為禾谷孢囊線蟲單一群體,即來自禾谷孢囊線蟲單獨(dú)侵染的田間樣本,例如安陽市滑縣莊營(yíng)樣本(圖1a);若均擴(kuò)增出320 bp的條帶,即來自菲利普孢囊線蟲單獨(dú)侵染的田間樣本,如商丘市永城市酇陽鎮(zhèn)翟樓村樣本(圖1b);若擴(kuò)增出的單一條帶大小有200 bp或320 bp兩種,表明它們?yōu)楹坦孺吣揖€蟲和菲利普孢囊線蟲群體的混合,來自二者復(fù)合侵染的田間樣本,例如商丘市永城陳官莊鎮(zhèn)胡莊村樣本(圖1c)。

雙重PCR技術(shù)檢測(cè)出采自安陽、鶴壁、濮陽3個(gè)地區(qū)的12份樣品均為禾谷孢囊線蟲單一群體,而其他5個(gè)地區(qū)的樣品則為菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲群體分別單獨(dú)侵染或二者復(fù)合侵染的樣品(表1)。菲利普孢囊線蟲單一侵染樣品有9份,其中有8份采自商丘地區(qū),有1份采自焦作地區(qū),樣品具體采集地理信息及孢囊群體密度見表2。從表中可以看出,夏邑縣何營(yíng)鄉(xiāng)孟大橋村的菲利普孢囊線蟲發(fā)生嚴(yán)重程度最高,平均總孢囊密度達(dá)135.3個(gè)/100 mL土,平均飽滿孢囊率高達(dá)92.7%,土里卵量為208.8粒/mL,已經(jīng)嚴(yán)重超過了小麥正常生長(zhǎng)允許的經(jīng)濟(jì)閾值。此外,菲利普孢囊線蟲單一侵染主要集中分布在商丘的永城市,其中酇陽鎮(zhèn)翟樓村、十八里鎮(zhèn)方莊和芒山鎮(zhèn)張莊村樣品的平均總孢囊密度分別為102.3、89.0、56.0個(gè)/100 mL土,土里卵量分別為145.4、55.0和22.4粒/mL,也都超過了經(jīng)濟(jì)閾值。焦作地區(qū)博愛縣清化鎮(zhèn)羅莊村樣品的平均總孢囊密度為14.0個(gè)/100 mL土,平均單孢囊卵量達(dá)237.0粒,土里卵量為2.6粒/mL,菲利普孢囊線蟲發(fā)生程度相對(duì)較輕。

圖1 河南省小麥孢囊線蟲群體的雙重PCR檢測(cè)Fig.1 Duplex-PCR detection of cereal cyst nematodes on wheat in Henan Province

2.3 菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲復(fù)合侵染

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)19份菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲混合發(fā)生的樣品,主要采自商丘地區(qū)的永城市、夏邑縣和虞城縣,漯河地區(qū)的臨潁縣以及許昌地區(qū)的許昌縣,具體采集地理信息及CCN群體密度見表3。利用雙重PCR技術(shù)對(duì)混合發(fā)生樣品中菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的孢囊占比進(jìn)行了分析,從表3可以看出,商丘地區(qū)夏邑縣的會(huì)亭鎮(zhèn)關(guān)倉(cāng)村和關(guān)常樓村、虞城縣站集鎮(zhèn)東葉莊和利民鎮(zhèn)蔡莊村、許昌地區(qū)許昌縣的將官池鎮(zhèn)秋湖村以及焦作地區(qū)的博愛縣清化鎮(zhèn)倒槐樹村等6份復(fù)合侵染樣品中,菲利普孢囊線蟲的孢囊占比在70%～90%之間,表明菲利普孢囊線蟲在復(fù)合侵染群體中占優(yōu)勢(shì);而商丘地區(qū)永城市的茴村鎮(zhèn)小李莊、十八里鎮(zhèn)七里店村以及夏邑縣郭店鄉(xiāng)郭店村、漯河地區(qū)臨潁縣的窩城鎮(zhèn)湖里曹村、王孟鄉(xiāng)宋莊村和前楊村、許昌地區(qū)許昌縣將官池鎮(zhèn)郭集村以及新鄉(xiāng)地區(qū)的衛(wèi)輝市汲水鎮(zhèn)八里屯村等8個(gè)復(fù)合侵染樣品中,禾谷孢囊線蟲的孢囊占比在70%～90%之間,表明禾谷孢囊線蟲在復(fù)合侵染群體中占優(yōu)勢(shì)。在其余5份復(fù)合侵染樣品中,禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲各自孢囊占比在40%～60%之間,表明兩種線蟲的群體密度相當(dāng)。

表2菲利普孢囊線蟲在河南省小麥主產(chǎn)區(qū)單獨(dú)侵染的發(fā)生情況

Table2OccurrenceofthepureinfectionofHeteroderafilipjevionwheatinmaingrowingareaofHenanProvince

地區(qū)District采樣地點(diǎn)Collectionlocation東經(jīng)Eastlongitude北緯Northlatitude土壤中孢囊密度/個(gè)·(100mL)-1Numberofcystsinthesoil平均飽滿孢囊率/%Averagefreshcystrate單孢囊卵量/粒Eggspercyst土壤中卵量/粒·mL-1Numberofeggsinthesoil商丘Shangqiu永城市十八里鎮(zhèn)方莊Fangzhuang，Shibali，Yongcheng116°19′50．49″33°57′04．52″89．048．3128．0±46．355．0永城市十八里鎮(zhèn)魏莊Weizhuang，Shibali，Yongcheng116°19′07．35″33°57′35．22″19．012．0152．1±86．43．5永城市酇陽鎮(zhèn)翟樓村Zhailou，Cuoyang，Yongcheng116°14′17．63″33°59′47．69″102．365．3217．7±71．6145．4永城市酂陽鎮(zhèn)酂北村Cuobei，Cuoyang，Yongcheng116°13′10．36″34°00′20．78″11．07．0130．0±61．21．0永城市芒山鎮(zhèn)張莊村Zhangzhuang，Mangshan，Yongcheng116°28′36．19″34°09′43．49″56．031．7126．1±79．322．4永城市薛湖鎮(zhèn)王新莊村Wangxinzhuang，Xuehu，Yongcheng116°27′36．04″34°08′48．52″7．72．395．4±70．50．2夏邑縣濟(jì)陽鎮(zhèn)濟(jì)西村Jixi，Jiyang，Xiayi115°57′24．59″34°10′10．31″30．713．7146．2±50．56．1夏邑縣何營(yíng)鄉(xiāng)孟大橋村Mengdaqiao，Heying，Xiayi116°06′39．92″34°11′20．29″135．392．7166．5±89．4208．8焦作Jiaozuo博愛縣清化鎮(zhèn)羅莊村Luozhuang，Qinghua，Boai113°05′10．79″35°08′06．65″14．07．7237．0±114．02．6

表3禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲在河南省小麥主產(chǎn)區(qū)復(fù)合侵染的發(fā)生情況Table3OccurrenceofthemixedinfectionofHeteroderaavenaeandH.filipjevionwheatinmaingrowingareaofHenanProvince

地區(qū)District采樣地點(diǎn)Collectionlocation東經(jīng)Eastlongitude北緯Northlatitude土壤中孢囊密度/個(gè)·(100mL)-1Numberofcystsinthesoil平均飽滿孢囊率/%Averagefreshcystrate混合群體中孢囊占比/%Percentageofcystsinmixedpopulations禾谷孢囊線蟲H．a(chǎn)venae菲利普孢囊線蟲H．filipjevi商丘Shangqiu永城市陳官莊鎮(zhèn)胡莊村Huzhuang，Chenguanzhuang，Yongcheng116°35′22．36″34°00′57．57″88．065．96040永城市茴村鎮(zhèn)小李莊Xiaolizhuang，Huicun，Yongcheng116°31′04．91″33°58′43．00″53．052．89010永城市十八里鎮(zhèn)七里店村Qilidian，Shibali，Yongcheng116°19′43．46″33°57′21．10″15．766．09010永城市馬牧鎮(zhèn)胡暗樓Hu′anlou，Mamu，Yongcheng116°11′10．14″34°01′31．01″12．747．46040夏邑縣會(huì)亭鎮(zhèn)關(guān)倉(cāng)村Guancang，Huiting，Xiayi116°05′45．89″34°04′44．65″75．328．31090夏邑縣會(huì)亭鎮(zhèn)關(guān)常樓村Guanchanglou，Huiting，Xiayi116°05′46．18″34°04′45．37″2．371．43070夏邑縣郭店鄉(xiāng)郭店村Guodian，Guodian，Xiayi116°05′25．40″34°08′34．98″35．729．09010虞城縣站集鎮(zhèn)東葉莊Dongye，Zhanji，Yucheng115°52′39．40″34°13′09．41″191．781．02080虞城縣利民鎮(zhèn)蔡莊村Caizhuang，Limin，Yucheng115°42′23．26″34°18′37．26″12．773．71090漯河Luohe臨潁縣窩城鎮(zhèn)湖里曹村Hulicao，Wocheng，Linying114°02′23．38″33°55′23．34″40．019．29010臨潁縣王孟鄉(xiāng)宋莊村Songzhuang，Wangmeng，Linying113°56′29．13″33°56′28．78″1．720．09010臨潁縣王孟鄉(xiāng)前楊村Qianyang，Wangmeng，Linying113°57′21．27″33°56′58．69″1．350．07030許昌Xuchang許昌縣將官池鎮(zhèn)南文莊村Nanwenzhuang，Jiangguanchi，Xuchang113°55′40．68″33°58′21．64″34．345．65050許昌縣將官池鎮(zhèn)齊莊村Qizhuang，Jiangguanchi，Xuchang113°55′08．43″33°58′22．64″4．033．34060許昌縣將官池鎮(zhèn)秋湖村Qiuhu，Jiangguanchi，Xuchang113°55′51．23″33°59′20．81″4．721．43070許昌縣將官池鎮(zhèn)郭集村Guoji，Jiangguanchi，Xuchang113°55′07．43″33°58′13．66″22．362．79010

續(xù)表3Table3(Continued)

地區(qū)District采樣地點(diǎn)Collectionlocation東經(jīng)Eastlongitude北緯Northlatitude土壤中孢囊密度/個(gè)·(100mL)-1Numberofcystsinthesoil平均飽滿孢囊率/%Averagefreshcystrate混合群體中孢囊占比/%Percentageofcystsinmixedpopulations禾谷孢囊線蟲H．a(chǎn)venae菲利普孢囊線蟲H．filipjevi新鄉(xiāng)Xinxiang衛(wèi)輝市汲水鎮(zhèn)八里屯村Balitun，Jishui，Weihui114°02′55．71″35°26′42．22″52．08．39010焦作Jiaozuo博愛縣清化鎮(zhèn)倒槐樹村Daohuaishu，Qinghua，Boai113°07′08．47″35°10′25．68″56．39．53070焦作市中站區(qū)朱村Zhu，Zhongzhan，Jiaozuo113°09′22．54″35°12′37．94″24．328．86040

3 討論

目前,危害我國(guó)麥類作物的CCN種類只有禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲這兩種,禾谷孢囊線蟲在我國(guó)16個(gè)省市自治區(qū)有分布[5],而菲利普孢囊線蟲已報(bào)道在河南省漯河地區(qū)臨潁縣、許昌地區(qū)許昌縣、新鄉(xiāng)地區(qū)衛(wèi)輝市和延津縣以及焦作地區(qū)博愛縣以及安徽省宿州有分布[7-9],但關(guān)于這些地區(qū)是否存在菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲混合發(fā)生的情況尚不得而知。本文作者對(duì)2014年至2015年間采集的河南省小麥主產(chǎn)區(qū)8個(gè)地區(qū)19縣市61份CCN樣品的孢囊密度進(jìn)行了分析,并結(jié)合雙重PCR檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了CCN種類鑒定,揭示出菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲不僅在前人報(bào)道的臨潁縣、許昌縣、衛(wèi)輝市和博愛縣有混合發(fā)生,且在本文調(diào)查的商丘地區(qū)永城市、夏邑縣和虞城縣發(fā)生也很普遍。從與安徽和山東兩省接壤的商丘地區(qū)采集的23份樣品中,有菲利普孢囊線蟲侵染的樣品高達(dá)73.9%,其中菲利普孢囊線蟲單一侵染樣品有8份,與禾谷孢囊線蟲混合發(fā)生的樣品有9份,禾谷孢囊線蟲單一侵染樣品只有6份;此外,菲利普孢囊線蟲單一侵染主要發(fā)生在與安徽省接壤的永城市和夏邑縣,侵染田塊的孢囊密度普遍較高,夏邑縣何營(yíng)鄉(xiāng)孟大橋村、永城市酇陽鎮(zhèn)翟樓村、十八里鎮(zhèn)方莊以及芒山鎮(zhèn)張莊村樣品的平均總孢囊密度都高于50個(gè)/100 mL土,表明商丘地區(qū)是河南省菲利普孢囊線蟲的重發(fā)區(qū)。

小麥孢囊線蟲于1990年在河南省鄭州市郊區(qū)須水鄉(xiāng)麥田被發(fā)現(xiàn),受害麥苗呈現(xiàn)大面積變黃、矮化,嚴(yán)重的成片枯死[21],隨后于1997年在河南省安陽市原種場(chǎng)的小麥根部發(fā)現(xiàn)了大量的孢囊,經(jīng)鑒定確認(rèn)為禾谷孢囊線蟲[22]。2005年在河南省安陽、新鄉(xiāng)、鄭州部分地區(qū)的小麥上孢囊線蟲的發(fā)生已經(jīng)比較普遍,一般使小麥減產(chǎn)20%～30%,嚴(yán)重地塊減產(chǎn)可達(dá)50%以上,甚至毀種絕收[23]。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和河南省植保植檢站于2007年對(duì)河南省小麥禾谷孢囊線蟲發(fā)生情況進(jìn)行普查,發(fā)現(xiàn)除信陽和南陽地區(qū)外,其他16個(gè)地區(qū)市均有小麥孢囊線蟲的發(fā)生,部分地塊小麥產(chǎn)量損失嚴(yán)重[24]。河南省地處我國(guó)黃淮冬麥區(qū)的東部,是全國(guó)小麥播種面積和總產(chǎn)量最高的地區(qū),對(duì)中國(guó)的糧食安全影響巨大[25]。由于受地形、降水、氣溫、日照、土壤等因素的相互疊加影響,河南省低山丘陵與平原分界明顯,小麥產(chǎn)量的區(qū)域差異比較明顯;東部黃淮海平原和南陽盆地中部及東南部為河南省的小麥主產(chǎn)區(qū)和高產(chǎn)區(qū),豫北、豫西丘陵山區(qū)和南陽盆地邊緣丘崗地區(qū)是全省的主要旱作區(qū),為小麥的較適宜種植區(qū)[26]。本文對(duì)河南省小麥主產(chǎn)區(qū)的CCN發(fā)生危害情況進(jìn)行了初步調(diào)查,區(qū)域包括了豫西北的焦作和新鄉(xiāng)地區(qū)、豫東北的安陽、鶴壁和濮陽地區(qū)以及豫東平原區(qū)的商丘、許昌和漯河等8個(gè)地區(qū),發(fā)現(xiàn)CCN在河南小麥主產(chǎn)區(qū)普遍發(fā)生,而且群體密度普遍偏高;CCN在商丘、鶴壁、安陽這3個(gè)地區(qū)的群體密度相比其他5個(gè)地區(qū)要高;在安陽、鶴壁和濮陽地區(qū)的CCN病田主要為禾谷孢囊線蟲單一侵染,而其他5個(gè)地區(qū)為菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的單一侵染和復(fù)合侵染發(fā)生區(qū)域。本文首次較為詳細(xì)地報(bào)道了CCN在河南省小麥主產(chǎn)區(qū)的種類及發(fā)生和危害情況。

長(zhǎng)期以來人們認(rèn)為在中國(guó)發(fā)生的小麥孢囊線蟲都是禾谷孢囊線蟲。2010年P(guān)eng等[7]首次報(bào)道在河南省有菲利普孢囊線蟲的發(fā)生。菲利普孢囊線蟲不僅形態(tài)學(xué)特征與禾谷孢囊線蟲不同,其生物學(xué)特性也有較大差異。在我們調(diào)查的商丘地區(qū),菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的復(fù)合侵染發(fā)生很普遍,而且菲利普孢囊線蟲單獨(dú)侵染田塊的孢囊密度普遍較高,例如夏邑縣何營(yíng)鄉(xiāng)孟大橋村土壤中菲利普孢囊線蟲卵量可達(dá)208.8粒/mL,已經(jīng)嚴(yán)重超過了小麥正常生長(zhǎng)允許的經(jīng)濟(jì)閾值;在澳大利亞南部土壤中CCN的卵初始密度為5粒/g土?xí)r,可造成小麥產(chǎn)量損失10%[27]。我們的調(diào)查結(jié)果表明,菲利普孢囊線蟲對(duì)河南省小麥產(chǎn)量的影響是顯而易見的,田間危害癥狀很明顯,穗短、穗枯、植株早衰現(xiàn)象嚴(yán)重。

小麥孢囊線蟲主要通過土壤和水流傳播,也可通過農(nóng)業(yè)機(jī)械、農(nóng)事操作、人畜攜帶的方式傳播,農(nóng)業(yè)耕作制度的改變以及聯(lián)合收割機(jī)的推廣應(yīng)用,為CCN遠(yuǎn)距離傳播提供了便利條件[28]。菲利普孢囊線蟲借助現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械從河南省快速蔓延至周邊省份的可能性很大,近期在安徽省宿州地區(qū)發(fā)現(xiàn)了菲利普孢囊線蟲的新分布[9],表明菲利普孢囊線蟲從河南省擴(kuò)散傳播至接壤的江蘇、安徽和山東等省的潛在態(tài)勢(shì)非常嚴(yán)峻。因此,我國(guó)農(nóng)業(yè)主管部門對(duì)菲利普孢囊線蟲的危害嚴(yán)重性應(yīng)有所認(rèn)識(shí),應(yīng)加大防控力度來延緩CCN在我國(guó)蔓延擴(kuò)散的速度,保障我國(guó)糧食生產(chǎn)的安全。

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(責(zé)任編輯： 楊明麗)

SurveyoftheoccurrenceofHeteroderafilipjeviandH.avenaeonwheatinmaingrowingareainHenanProvince

Liu Rongrong, Wang Xuan, Li Hongmei, Wang Zhen, Liu Hailu

(KeyLaboratoryofIntegratedManagementofCropDiseasesandPests,MinistryofEducation,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China)

In order to clear the occurrence ofHeteroderafilipjeviandH.avenaeon wheat in main growing area of Henan Province, China, we carried out the field survey by random sampling during May of year 2014 and 2015. Total 61 samples of cereal cyst nematodes (CCN) with root and soil were collected from 19 counties of 8 districts, including Shangqiu, Luohe, Xuchang, Xinxiang, Hebi, Anyang, Puyang and Jiaozuo, and the cyst densities of samples were analyzed. The results showed that the cyst densities of samples collected from district Shangqiu, Xinxiang, Hebi, Anyang and Puyang were higher and the CCN occurrence was severer than those from other three districts. The CCN species of samples were rapidly identified using the duplex-PCR technique. The detection analysis revealed that 33 samples were collected from wheat field solely infected withH.avenae, 9 samples solely infected withH.filipjevi, and 19 samples co-infected withH.filipjeviandH.avenae.H.filipjeviwas mainly collected from Shangqiu, Luohe, Xuchang, Xinxiang and Jiaozuo districts and it was the most common CCN species in Shangqiu district. The study provided the useful information for distribution of wheat varieties cultivation and integrated control of CCN in Henan Province.

Heteroderafilipjevi;H.avenae; co-infection; population density; duplex-PCR detection

調(diào)查研究Investigations

S 512.1

： ADOI： 10.3969/j.issn.0529-1542.2017.05.027

2016-12-10

： 2017-03-29

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201503114)；國(guó)家自然科學(xué)基金(31471751)

* 通信作者 E-mail：lihm@njau.edu.cn