摘要:對采自湖北省煙草(Nicotiana tabacum Linn.)種植地的8份根圍土和根組織線蟲樣本進行分離,通過系統的形態學觀測,共鑒定出6屬8種植物線蟲:異頭絲尾墊刃線蟲(Filenchus heterocephalus)、咖啡短體線蟲(Pratylenchus coffeae)、刻痕短體線蟲(Pratylenchus crenatus)、扁尾螺旋線蟲(Helicotylenchus platyurus)、擬強壯紐帶線蟲(Hoplolaimus pararobustus)、花生根結線蟲(Meloidogyne arenaria)、南方根結線蟲(Meloidogyne incognita)和燕麥真滑刃線蟲(Aphelenchus avenae),其中異頭絲尾墊刃線蟲、刻痕短體線蟲和擬強壯紐帶線蟲為中國煙草上首次報道的植物線蟲。對鑒定出的部分線蟲種類進行了詳細的形態學描述,并討論了8種植物線蟲對煙草的經濟重要性。
關鍵詞:植物線蟲;煙草(Nicotiana tabacum Linn.);種類鑒定;湖北省
中圖分類號:S432.4+5;S435.72 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2012)21-4795-04
Identification of Plant Nematode Species on Tobacco in Hubei Province
LI Jian-li1,ZHAO Hong-hai1,LI Xi-hong2,KONG Fan-yu3
(1. College of Agronomy and Plant Protection, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, Shandong, China;
2. Hubei Research Institute of Tobacco Sciences,Wuhan 430030, China;
3. Tobacco Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences,Qingdao 266101,Shandong,China)
Abstract: Eight rhizosphere soil and root samples of tobacco(Nicotiana tabacum Linn.) were collected from Hubei province during 2010 to 2011, from which nematodes were isolated and morphologically identified. From six plant nematode genera, eight plant nematode species were identified - Filenchus heterocephalus, Pratylenchus coffeae, P. crenatus, Helicotylenchus platyurus, Hoplolaimus pararobustus, Meloidogyne arenaria, M. incognita, and Aphelenchus avenae, among which F. heterocephalus, P. crenatus and H. pararobustus were firstly reported on tobacco in China. The former five species were described in detail, and all eight species were discussed on the economic importance to tobacco.
Key words: plant nematode; tobacco (Nicotiana tabacum Linn.); species identification; Hubei Province
煙草有害生物是限制煙葉生產的主要因素之一,而近10年來煙草病蟲害發生日趨復雜。植物線蟲是煙草上的病原物之一,在世界范圍內根結線蟲(Meloidogyne)、短體線蟲(Pratylenchus)和球孢囊線蟲(Globodera)可引起煙草嚴重的經濟損失[1,2]。湖北省煙葉種植面積達5萬多公頃,在中國煙葉生產中占有比較重要的地位。然而,湖北省煙草上只有根結線蟲為害的報道[3]。因此,有必要系統調查湖北省煙草上的植物線蟲種類,為煙草植物線蟲病害的綜合防控提供指導。
1 材料與方法
1.1 樣本來源和采集方法
8個土壤和根組織樣本來自湖北省十堰市、咸豐縣等地,均采自煙草種植地。2010年和2011年8月份煙葉生長中后期,采用對角線5點取樣法,選定5株煙草,先用鐵鍬鏟去比較干燥的2~3 cm表層土,在每株煙草上取根圍土和適宜根組織作為1個小樣,每個小樣量約400 g,然后將其混合成1個2 000 g左右的混合樣,裝入塑料袋中,標記后帶回[4]。
1.2 線蟲的分離、殺死、固定和鑒定
采用淘洗—過篩—重糖離心法分離線蟲,用溫和熱(60~65 ℃)殺死法殺死線蟲,用TAF固定液固定線蟲[4]。在實體解剖鏡下挑取線蟲,在Nikon ECLIPSE 80i顯微鏡下觀測線蟲,形態學鑒定及描述術語參見文獻[5]。
2 結果與分析
2.1 鑒定結果
在8個煙草土壤和根組織混合樣本中共鑒定出植物線蟲6屬8種(表1)。在鑒定出的8種植物線蟲中,花生根結線蟲、南方根結線蟲和燕麥真滑刃線蟲在我國報道和詳細描述很多,并且在煙草上也有許多報道。其他5種植物線蟲在我國報道較少,詳細描述則更少,特別是異頭絲尾墊刃線蟲、刻痕短體線蟲和擬強壯紐帶線蟲屬我國煙草上首次發現的植物線蟲種類[6,7],因此有必要對這5種植物線蟲進行詳細的形態學描述。
2.2 部分種類的形態描述
2.2.1 異頭絲尾墊刃線蟲(Filenchus heterocephalus Xie Feng,1996[8])
1)測量數據。♀♀(n=10):L(體長)=(470.1±13.2) μm;W(體寬)=(13.6±1.5) μm;a(體長/體寬)=(35.0±4.5);b(體長/食道-腸瓣門到頭端的距離)=(5.3±0.4);c(體長/尾長)=(4.1±0.1);c′(尾長/肛門處體寬)=(8.6±0.8);AM (頭端至中食道球中央的距離)=(34.3±2.0) μm;EP(排泄孔至頭端的距離)=(66.5±2.5) μm; V[(陰門至頭端距離/體長)×100]=(61.7±0.6);ABW(肛門處體寬)=(10.7±0.5) μm;PUS(后陰子宮囊長度)=(10.5±1.6) μm;T(尾長)=(115.2±5.9) μm。
2)形態特征。雌蟲(圖1):蟲體小。熱殺死后蟲體向腹面彎曲。角質層環細。頭骨架骨化弱。口針細小,錐體部小于或為口針長的1/3。口針基部球小,近圓形。中食道球紡錘形,具瓣。食道腺長梨形,與腸交界清楚。排泄孔位于食道腺前部水平處。陰門橫裂。陰道直。受精囊圓形或橢圓形,有精子,后陰子宮囊長度為陰門處體寬的0.8(0.7~0.9)倍。尾細長圓錐形,后部延長呈絲狀,尾長于肛陰距。雄蟲:未見。
2.2.2 咖啡短體線蟲[Pratylenchus coffeae ( Zimmermann,1898) Schuurmans Stekhoven,1941]
1)測量數據。♀♀ (n=7):L=(596.1±28.9) μm;W=(22.1±0.7) μm;a=(27.0±1.9);b=(6.3±0.3);b′=(4.9±0.9);c=(18.0±1.7);c′=(2.2±0.2);ST(口針長度)=(17.2±0.6) μm;MB(中食道球)=(50.6±8.6) μm;DGO(背食道腺開口至口針基球的距離)=(2.8±0.8) μm;EP=(90.4±4.6) μm;V=(79.8±1.9);AM=(62.2±2.0) μm;T=(33.4±2.9) μm。
♂♂(n=14):L=(508.7±40.3) μm;W=(18.7±1.4) μm;a=(27.3±2.3);b=(5.7±0.5);b′=(4.1±0.4);c=(18.4±1.9);c′=(2.3±0.3);ST=(15.3±0.7) μm;AM=(56.0±4.1) μm;EP=(80.0±4.3) μm;DGO=(2.9±0.7) μm;T=(27.9±3.5) μm;Spi(交合刺長)=(19.6±1.9) μm;Gub(引帶長)=(4.2±0.3) μm。
2)形態特征。雌蟲(圖2):蟲體粗短,熱殺死后蟲體僵直或成闊“C”形。體表皮紋明顯。唇區低,稍縊縮,前端平,唇環2條,唇拐角鈍圓。頭骨架中度骨化。口針發達,口針基部球圓形,寬3.9~4.7 μm,高2.4~2.7 μm。背食道腺開口距口針基部球約2.8 μm。中食道球卵圓形,占食道長的42.3%~62.3%,食道腺腹面覆蓋腸。排泄孔位于食道-腸瓣門的前方,距體前端82.2~97.8 μm,半月體緊靠在排泄孔的前面,約占2個體環寬。前生單卵巢,卵母細胞單行排列,前端較直或有回折。受精囊明顯,長卵圓形,受精囊中有精子。后陰子宮囊長度是體直徑的1.0~1.6倍,末端有分化,是一個退化的卵巢。有陰道。尾成亞圓柱形,末端無紋,通常尾端具一明顯的凹痕,少數平截、鈍圓或不規則齒狀。
雄蟲:常見。體前部與雌蟲相似,僅體較短。交合刺纖細(圖2),長度為16.6~24.8 μm,引帶長3.9~4.9 μm,交合傘邊緣具有微弱刻痕。
2.2.3 刻痕短體線蟲(Pratylenchus crenatus Loof,1960)
1)測量數據。♀♀(n=2):L=(548.0±7.4) μm;W =(21.0±0.4) μm;a=(26.2±0.9);b=(5.9±0.3);b′=(3.9±0.02);c =(18.8±0.7);c′=(2.0±0.06);ST=(17.5±0.6) μm;DGO=(3.3±0.1) μm;EP=(87.8±3.5) μm;AM=(63.9±4.8) μm;V=(80.0±1.9);T=(29.2±1.4) μm。
2)形態特征。雌蟲(圖3):經溫熱殺死后蟲體直形或尾部稍彎,體環紋明顯。唇區較高,縊縮,具3條唇環,唇前端平。頭架中等骨化,向后延伸至一個體環處。口針較發達,有較大的基部球,基部球高為2.3~2.5 μm,寬為3.9~4.1 μm。中食道球近卵圓形,占食道長的43.2%~46.9%。食道腺從腹面覆蓋腸的前端。排泄口在食道與腸交界處的前方。半月體長約2 個體環寬,緊靠在排泄口的前方。單卵巢,前伸,卵母細胞單行排列,在生殖區偶爾雙行排列,陰門通常位于體長的78.6%~81.3%處,受精囊空。后陰子宮囊長度約為陰門處體寬的2 倍。尾常呈棒狀,末端鈍圓,具明顯的表皮紋。雄蟲:未見。
2.2.4 扁尾螺旋線蟲(Helicotylenchus platyurus Perry in Perry,Darling Thorne,1959 )
1)測量數據。♀♀(n=2):L=(882.3±99.0) μm;W=(28.1±4.3) μm;a=(31.5±1.3);b=(6.6±0.3);b′=(5.6±0.4);c=(39.2±1.9);c′=(1.4±0.07);ST=(25.5±0.5) μm;AM=(76.9±1.0) μm;V=(58.1±3.1);ABW=(15.9±1.0) μm;T=(22.5±1.4) μm。
2)形態特征。雌蟲(圖4):體螺旋形。唇區高,半球形,有4~5個唇環。唇區與蟲體連續。口針基部球圓形,前緣平。背食道腺開口于基部球后9~11 μm處,中食道球圓形。排泄孔距蟲體前端約117.9 μm,通常位于食道-腸瓣膜之前。半月體位于排泄孔前2~3體環處。陰門橫裂,卵巢直伸。尾部背面彎弧大,末端半球形,有9~17個腹環。雄蟲:未見。
2.2.5 擬強壯紐帶線蟲(Hoplolaimus pararobustus (Schuurmans Stekhoven Teunissen,1938) Sher,1963)
1)測量數據。♀♀(n=5):L=(1 347.2±49.3) μm;W=(51.5±4.8) μm;a=(26.3±2.4);b=(8.3±0.5);b′=(6.7±0.7);c=(51.5±4.2);c′=(0.8±0.06);ST=(42.1±0.8) μm;DGO=(6.6±1.4) μm;O=(15.5±3.2);MBW(中食道球寬度)=(20.8±2.4) μm;V=(56.7±1.5);T=(26.2±1.9) μm。
2)形態特征。雌蟲(圖5):體為圓筒形,溫和熱殺死后蟲體呈“C”形,體表環紋明顯,唇區半球形,縊縮,通常有4個明顯唇環,唇基環較寬。頭架高度骨化。口針強壯,口針基桿與錐體部幾乎等長,口針基部球為郁金香形,有2個或2個以上的前緣凸。排泄孔明顯,半月體兩體環長,位于排泄孔后。無側區,側尾腺口大,盾片狀,不對稱。背食道腺開口到口針基部球的距離為5.5~8.1 μm;中食道球近圓形,肌肉化明顯,中央有1個非常明顯的瓣門;食道腺從背面或側背面覆蓋腸。卵巢1對。受精囊球狀,有精子。尾短,長為26.2 μm,尾長小于肛門處蟲體寬度,末端鈍圓,通常有7~15條環紋。雄蟲:未見。
3 小結與討論
在湖北省十堰市、咸豐縣等地8個煙草線蟲樣本中鑒定出6屬8種線蟲,分別為異頭絲尾墊刃線蟲、咖啡短體線蟲、刻痕短體線蟲、扁尾螺旋線蟲、擬強壯紐帶線蟲、花生根結線蟲、南方根結線蟲和燕麥真滑刃線蟲,其中異頭絲尾墊刃線蟲、刻痕短體線蟲和擬強壯紐帶線蟲為我國煙草土壤中新發現的植物線蟲種類。
煙草根結線蟲病是一種世界性病害,我國除黑龍江、吉林等省外,幾乎各主要植煙省(直轄市、自治區)均有發生,發生較重的有四川、重慶、云南、廣西、湖北、河南和山東等省(直轄市、自治區),通過此次調查我們發現近十年來湖北省煙草上根結線蟲的種類和優勢種發生了一定變化,原來以南方根結線蟲和爪哇根結線蟲為主[3],目前看優勢種群為花生根結線蟲和南方根結線蟲。短體線蟲又名根腐線蟲,是煙草等作物上的又一類重要病原線蟲,它們侵染煙草后可造成根系壞死,并誘發青枯病、根腐病等土傳病。在湖北省煙草土壤中發現了2種短體線蟲,說明煙草受短體線蟲為害的風險較大。絲尾線蟲和真滑刃線蟲是土壤中常見線蟲,其寄生性不詳,煙草受其為害的風險極小。紐帶線蟲和螺旋線蟲屬外寄生植物線蟲,只有當群體密度很大時,才能對寄主植物造成一定為害,煙草受其為害的風險較小。
參考文獻:
[1] 朱賢朝,王彥亭,王智發.中國煙草病蟲害防治手冊[M]. 北京:中國農業出版社.2002.
[2] JOHNSON C S, WAY J, BARKER K R. Nematode Parasites of Tobacco[A].LUC M, SIKORA R A, BRIDGE J. Plant Parasitic Nematodes in Subtropical and Tropical Agriculture[M].2nd Edition. Wallingford:CABI Publishing,2005. 675-708.
[3] 李錫宏,李進平,卓靜萍,等. 恩施州煙草根結線蟲病病原種、小種鑒定及綜合防治技術[J]. 湖北農業科學,2002(1):45-47.
[4] 劉維志. 植物線蟲學研究技術[M].沈陽: 遼寧科學技術出版社,1995.
[5] 謝 輝.植物線蟲分類學[M].第二版.北京: 高等教育出版社,2005.
[6] 劉維志.植物線蟲志[M].北京:中國農業出版社,2004.
[7] 趙文霞,楊寶君. 中國植物線蟲名錄[M]. 北京:中國林業出版社,2006.
[8] 謝 輝,馮志新. 絲尾墊刃屬新種的描述(線蟲門:墊刃科)Ⅱ. 異頭絲尾墊刃線蟲新種和香港絲尾墊刃線蟲新種[J].植物病理學報,1996,26(3):283-288.
收稿日期:2012-04-01
基金項目:中國煙草總公司資助項目(110200902065)
作者簡介:李建立(1986-),女,天津人,在讀碩士研究生,研究方向為植物線蟲學,(電話)15275225228(電子信箱)lijiujiu222@163.com;
通訊作者,趙洪海,男,副教授,主要從事植物線蟲學研究工作,(電子信箱)hhzhao@qau.edu.cn。