南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)二齡幼蟲(chóng)對(duì)不同類(lèi)型鹽離子的趨化反應(yīng)

孟 麗，漆永紅，劉玉霞，曹素芳，杜 蕙，呂和平，李敏權(quán)，*

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，蘭州 730070； 2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，蘭州 730070；3.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果花卉研究所，蘭州 730070)

南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)二齡幼蟲(chóng)對(duì)不同類(lèi)型鹽離子的趨化反應(yīng)

孟 麗1,2，漆永紅2，劉玉霞1，曹素芳3，杜 蕙2，呂和平2，李敏權(quán)1，2*

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，蘭州 730070； 2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，蘭州 730070；3.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果花卉研究所，蘭州 730070)

南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)； 無(wú)機(jī)鹽； 有機(jī)鹽； 趨化性

根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)(Meloidogynespp.)是植物病原線(xiàn)蟲(chóng)中種類(lèi)最多，分布最廣，危害最嚴(yán)重的一類(lèi)線(xiàn)蟲(chóng)，其寄主范圍超過(guò)3000種,主要危害茄科、葫蘆科、十字花科等植物根部，形成串球瘤狀根結(jié)，破壞根組織的分化和生理活動(dòng)，抑制地上部正常生長(zhǎng)，進(jìn)而嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[1]。根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)不僅直接危害植物的根和莖，線(xiàn)蟲(chóng)造成的傷口還可誘發(fā)和加劇其他土傳病害的發(fā)生，如枯萎病(FusariumoxysporumSchlecht)、黃萎病(VerticilliumdahliaeKleb.)和立枯病(RhizoctoniasolaniKühn)等[2]。根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病主要以化學(xué)防治為主，但化學(xué)防治對(duì)環(huán)境影響大、易對(duì)作物產(chǎn)生藥害等，因此，探索防治根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的新方法勢(shì)在必行。

Devine和Jones報(bào)道[14]，施入土壤中的鹽及肥料在供植物吸收的同時(shí)也顯著影響著線(xiàn)蟲(chóng)的行為，從而間接影響田間的發(fā)病情況。這是由于土壤中施加的鹽容易被作物吸收提高植物的抗病性，更重要的是有些鹽在土壤環(huán)境下產(chǎn)生的劇毒化合物對(duì)線(xiàn)蟲(chóng)遷移和侵染具有抑制作用，這些化合物阻礙線(xiàn)蟲(chóng)完成生活史，遏制了線(xiàn)蟲(chóng)的危害，起到某種程度的防治作用。了解鹽對(duì)南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的影響具有重要的價(jià)值，本試驗(yàn)測(cè)試了南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)對(duì)48種鹽的趨化反應(yīng)，旨在為南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)的防治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試線(xiàn)蟲(chóng)

采自甘肅省武威市發(fā)放鎮(zhèn)日光溫室內(nèi)發(fā)病的番茄根系，經(jīng)鑒定后確定為南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)[15]。采用Giannakou等[16]的方法，將病根洗凈，在解剖鏡下從番茄根系挑取新鮮卵囊，放入直徑9 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)，用0.5%次氯酸鈉表面消毒3min，無(wú)菌水洗3次后放入24孔培養(yǎng)板中，在室溫25 ℃左右孵化2齡幼蟲(chóng)，每隔24 h換水1次，保證每次選用的2齡幼蟲(chóng)新鮮和活力一致。

1.2 供試鹽

本試驗(yàn)包括48種鹽，其中37種為無(wú)機(jī)鹽，11種為有機(jī)酸及其鹽。供試鹽分別是NH4Cl、NaCl、KCl、CuCl2·2H2O、FeCl3·3H2O、CsCl；(NH4)2SO4、Na2SO4、K2SO4、MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O；NH4NO3、NaNO3、KNO3、Ba(NO3)2、 Mn(NO3)2；Na2HPO4、NaH2PO4、(NH4)2HPO4、NH4H2PO4； KH2PO4、K2HPO4；NH4HCO3、(NH4)2CO3、Na2CO3、K2CO3、KHCO3、CaCO3、NaHCO3；C2H4O2、 C2H3O2Na、C2H3O2K、C2H3O2NH4；NH4SCN、KSCN、NaSCN；NaOH、KOH；Na2WO4·2H2O、CO(NH2)2、C3H6O3、C4H6O6、C6H8O7、C6H5Na3O7、C7H5NaO3和C10H14N2Na2O8。以上鹽均為分析純，定購(gòu)于天津市恒興化學(xué)試劑廠(chǎng)。每種鹽設(shè)6個(gè)濃度，分別為2×10-2、1×10-2、0.5×10-2、0.25×10-2、0.125×10-2及 0.062 5×10-2mol /L。

1.3 生測(cè)方法

試驗(yàn)方法在Wuyts等[17]的基礎(chǔ)上有所改進(jìn)。將直徑為5 cm的培養(yǎng)皿底部通過(guò)兩個(gè)內(nèi)外環(huán)劃分成16部分(見(jiàn)圖1)。先在培養(yǎng)皿中倒入0.8%瓊脂糖5 mL，接著在瓊脂糖平板外環(huán)的圈內(nèi)分別加入50μL的待測(cè)鹽溶液和蒸餾水，室溫25 ℃放置1h，然后將2 μL約30頭南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)接種于中心環(huán)內(nèi)，在25 ℃培養(yǎng)箱黑暗放置5 h。之后，在培養(yǎng)皿表面噴灑乙醇停止線(xiàn)蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)。在顯微鏡下數(shù)出1～8區(qū)各區(qū)線(xiàn)蟲(chóng)的數(shù)量。每個(gè)濃度的鹽重復(fù)3次，以蒸餾水處理為對(duì)照。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)中，趨化指數(shù)定義為從+2到-2范圍內(nèi)的正值(吸引)和負(fù)值(排斥)。參照Saux和Quénéhervé的方法[9]有所改進(jìn)，其表達(dá)式為：趨化指數(shù)=∑(p·Id)，其中p表示各區(qū)線(xiàn)蟲(chóng)比率，即1～8區(qū)各區(qū)線(xiàn)蟲(chóng)數(shù)量與8個(gè)區(qū)線(xiàn)蟲(chóng)總數(shù)量的比率；Id表示距離系數(shù)，即1～2區(qū)為+2 cm，3～4區(qū)為+1cm，5～6區(qū)為-1cm，7～8區(qū)為-2 cm。

圖1 南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)趨化性測(cè)試區(qū)Fig.1 Test arena for investigating the chemotaxis of Meloidogyne incognita

數(shù)據(jù)處理采用DPS軟件，Duncan 氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)差異顯著性(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)對(duì)37種無(wú)機(jī)鹽和11種有機(jī)鹽的趨化性

表1南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)對(duì)不同鹽離子在不同濃度下的趨化性及趨化指數(shù)1)

Table1ChemotaxisanditschemotacticindexofdifferentsaltionsatdifferentconcentrationstoM.incognita

鹽Salts各濃度(×10-2mol/L)的趨化指數(shù)Chemotacticindexofdifferentinorganicionsatdifferentconcentrations 0．06250．1250．250．512趨化性評(píng)價(jià)ChemotaxisNaCl-0．08a-0．41b-0．25ab-0．03a-0．43b-0．41b排斥KCl-0．15a-0．24a-0．14a-0．14a-0．38a-0．42a排斥FeCl3-0．76c-0．38ab-0．62bc-0．37ab-0．52bc-0．13a排斥NH4Cl-0．52a-0．70a-0．73a-0．49a-0．51a-0．35a排斥CsCl-0．60a-0．15a-0．39a-0．09a-0．15a-0．54a排斥CuCl20．20a-0．41b-0．51b-0．15b-0．22b-0．47b排斥CuSO40．33a0．15ab-0．23c0．20ab-0．07bc0．24ab吸引排斥共存Na2SO4-0．03a0．21a0．14a0．30a0．19a-0．02a吸引排斥共存MnSO40．24a-0．02b0．24a0．37a-0．12b-0．19b吸引排斥共存(NH4)2SO4·FeSO4-0．18a0．23a0．31a-0．23a-0．07a0．24a吸引排斥共存FeSO40．11a-0．16a-0．11a-0．05a0．29a0．30a吸引排斥共存(NH4)2SO40．24ab0．48a-0．14cd-0．003bc-0．13cd-0．44d吸引排斥共存K2SO4-0．05b-0．16bc-0．44c-0．10b-0．24bc0．28a吸引排斥共存NaNO3-0．25bc-0．35cd-0．57d0．12a-0．03ab-0．37cd吸引排斥共存KNO30．05a0．04a-0．19ab-0．43b-0．58b-0．49b吸引排斥共存Ba(NO3)2-0．17a-0．28a-0．35a-0．39a-0．33a-0．54a排斥NH4NO3-0．24ab-0．15a-0．50abc-0．71bc-0．36ab-0．86c排斥Mn(NO3)2-0．46ab-0．34a-0．65ab-0．61ab-0．63ab-0．78b排斥(NH4)2HPO40．36ab0．54a0．10abc0．27ab-0．41c-0．14bc吸引排斥共存NaH2PO4·2H2O0．17ab-0．06ab-0．36b0．48a-0．14ab-0．24ab吸引排斥共存NH4H2PO4-0．28a-0．06a-0．10a0．09a-0．45a-0．26a吸引排斥共存Na2HPO4·12H2O0．14ab-0．21b0．25a0．04ab-0．69c-0．74c吸引排斥共存KH2PO4-0．35a-0．18a-0．15a-0．39a-0．47a-0．17a排斥K2HPO4-0．36ab-0．17a-0．96c-0．36ab-0．73bc-0．61abc排斥CaCO30．53a0．17ab0．03b-0．07b-0．18b-0．28b吸引排斥共存NaHCO30．11a-0．20ab-0．53b-0．15a0．09a0．10a吸引排斥共存Na2CO3-0．13a-0．09a-0．17a-0．10a-0．57b-0．60b排斥NH4HCO30．05a0．22a-0．27a-0．34a-0．35a-1．09b吸引排斥共存(NH4)2CO3-0．31a-0．27a-0．38a-0．64ab-0．56ab-0．87b排斥KHCO3-0．54a-0．40a-0．54a-0．47a-0．68a-0．47a排斥K2CO3-0．21a-0．61a-0．67a-0．69a-0．64a-0．63a排斥C2H3O2Na-0．44c0．53a-0．04b0．10b0．22ab-0．03b吸引排斥共存

續(xù)表1Table1(Continued)

鹽Salts各濃度(×10-2mol/L)的趨化指數(shù)Chemotacticindexofdifferentinorganicionsatdifferentconcentrations 0．06250．1250．250．512趨化性評(píng)價(jià)ChemotaxisC2H3O2NH40．33a-0．17b-0．13b-0．26b-0．15b-0．35b吸引排斥共存C2H4O2-0．15a-0．01a-0．19a-0．33ab-0．33ab-0．69b排斥C2H3O2K0．32a-0．15b-0．31b-0．59bc-0．45bc-0．86c吸引排斥共存NH4SCN-0．16a-0．57ab-0．44ab-0．74b-0．66ab-0．58ab排斥NaSCN-0．62ab-0．33a-0．35a-0．76b-0．60ab-0．75b排斥KSCN-0．51a-0．66ab-1．06b-0．63ab-0．78ab-1．01b排斥Na2WO4·2H2O0．22ab0．48a0．27ab0．12ab-0．29b0．31ab吸引排斥共存C7H5NaO3-0．23a-0．19a0．53a0．33a0．29a0．19a吸引排斥共存C6H5Na3O70．27a-0．17b-0．13ab0．18ab0．18ab0ab吸引排斥共存C10H14N2Na2O80．24ab0．29ab0．55a-0．55c-0．28bc-0．30bc吸引排斥共存C6H8O7-0．08a0．24a0．06a0．16a-0．42a-0．16a吸引排斥共存C4H6O6-0．04a-0．37abc-0．20ab-0．35abc-0．53bc-0．67c排斥C3H6O3-0．18a-0．20ab-0．45ab-0．50ab-0．26ab-0．65b排斥CO(NH2)2-0．14ab-0．13ab-0．06a0a0．12a-0．60b吸引排斥共存NaOH0．20a-0．19a-0．17a-0．3a-0．13a-0．36a排斥KOH-0．42ab-0．22a-0．43ab-0．46ab-0．83c-0．78bc排斥

1) 表中數(shù)據(jù)為平均值，同行數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示經(jīng)Duncan氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)在P<0.05水平上差異顯著。 The data in the figure are mean.Different lowercase letters within the same row show significant differences atP<0.05 levels by Duncan′s，multiple range test.

2.2 南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)對(duì)48種鹽在6種不同濃度下的趨化指數(shù)

3 討論

在生產(chǎn)中，施入土壤中的鹽及肥料在供植物吸收的同時(shí)也影響著線(xiàn)蟲(chóng)的行為。本試驗(yàn)研究了37種無(wú)機(jī)鹽對(duì)南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)行為的影響，且首次明確了南方根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)對(duì)11種有機(jī)酸及其鹽，如C2H4O2、 C2H3O2Na、C2H3O2K、C2H3O2NH4、CO(NH2)2、C3H6O3、C4H6O6、C6H8O7、C6H5Na3O7、C7H5NaO3和C10H14N2Na2O8的趨化性。

[1] 劉維志.植物病原線(xiàn)蟲(chóng)學(xué)[M].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000.

[2] Abawi G S,Barker K R.Effects of cultivar,soil temperature,and population levels ofMeloidogyneincognitaon root necrosis andFusariumwilt of tomatoes[J].Phytopathology,1984,74: 433-438.

[3] Bird A F.The attractiveness of roots to the plant parasitic nematodesMeloidogynejavanicaandM.hapla[J].Nematologica,1959,4: 322-335.

[4] Jairajpuri M S,Azmi M I.Aggregation and repulsion of nematodes at pH gradients[J].Nematologia Mediterranea,1978,6:107-112.

[5] Robinson A F.Optimal release rates for attractingMeloidogyneincognita,Rotylenchulusreniformisand other nematodes to carbon dioxide in sand[J].Journal of Nematology,1995,27: 42-50.

[6] El-Sherif M,Mai W F.Thermotactic response of some plant parasitic nematodes[J].Journal of Nematology,1969,1:43-48.

[7] Greet D N,Green C D,Poulton M E.Extraction,standardization and assessment of the volatility of the sex attractants ofHeteroderarostochiensisWoll andH.schachtiiSchm[J].Annals of Applied Biology,1968,61:511-519.

[8] Castro C E,Belser N O,Mckinney H E,et al.Strong repellency of the root knot nematode,Meloidogyneincognitaby specific inorganic ions[J].Journal of Chemical Ecology,1990,16: 1297-1309.

[9] Saux R L,Quénéhervé.Differential chemotactic responses of two plant-parasitic nematodes,MeloidogyneincognitaandRotylenchulusreniformis,to some inorganic ions[J].Nematology,2002,4:99-105.

[10]Qi Y H,Li X H,Ma J,et al.Chemotaxis ofDitylenchusdestructorin response to different inorganic ions[J].Russian Journal of Nematology,2008，16(2)：69-76.

[11]Steiner G.The problem of host selection and host specialization of certain plant-infesting nemas and its application in the study of nemic pests[J].Phytopathology,1925,15: 499-534.

[12]Perry R N.An evaluation of types of attractants enabling plant-parasitic nematodes to locate plant roots[J].Russian Journal of Nematology,2005,13: 83-88.

[13]Croll N A,Maggenti A R.A peripheral nervous system in nematode,with a discussion of its functional and phylogenetic significance[J].Proceeding of the Helminthological Society of Washington,1968,35:108-115.

[14]Devine K J,Jones P W.Investigations into the chemoattraction of the potato cyst nematodesGloboderarostochiensisandG.pallidatowards fractionated potato root leachate[J].Nematology,2003,5: 65-75.

[15]高赟，漆永紅，劉永剛，等.甘肅河西地區(qū)番茄根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病病原鑒定[J].植物保護(hù)，2009，35(3)：127-129.

[16]Giannakou I O,Karpouzas D G,Anastasiades I,et al.Factors affecting the efficacy of non-fumigant nematicides for controlling root-knot nematodes[J].Pest Management Science,2005,61: 961-972.

[17]Wuyts N,Swennen R,De W D.Effect of plant phenylpropanoid pathway products and selected terpenoids and alkaloids on the behaviour of the plant-parasitic nematodesRadopholussimiles,PratylenchuspenetransandMeloidogyneincognita[J].Nematology,2006,8: 89-101.

[18]Prot J C.Behaviour of juveniles ofMeloidogynejavanicain salts gradients[J].Revue de Nématologie,1979,2: 11-16.

[19]Oka Y,Tkachi N,Shuker S,et al.Field studies on the enhancement of nematicidal activity of ammonia-releasing fertilisers by alkaline amendments[J].Nematology,2006,8: 881-893.

ChemotaxisofthesecondstagejuvenilesofMeloidogyneincognitainresponsetodifferentsaltions

Meng Li1,2, Qi Yonghong2, Liu Yuxia1, Cao Sufang3, Du Hui2, Lü Heping2, Li Minquan1，2

(1.GrasslandCollege,GansuAgriculturalUniversity,Lanzhou730070,China; 2.InstituteofPlantProtection,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China; 3.InstituteofFruitandFloricultureResearch,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China)

Meloidogyneincognita; inorganic salts; organic salts; chemotaxis

2013-03-29

：2013-05-08

國(guó)家自然科學(xué)基金(31000845)；甘肅省自然科學(xué)基金(1107RJZA236)

S 432.45

：ADOI：10.3969/j.issn.0529-1542.2014.02.016

* 通信作者 E-mail: lmq@gsau.edu.cn