干尖線蟲感染水稻生產種現狀及其源頭分析

王燕平，楊 芳，張重梅，倪建英，康曉慧，彭云良*，姬紅麗*

干尖線蟲感染水稻生產種現狀及其源頭分析

王燕平1，2，楊 芳1，張重梅1，倪建英3，康曉慧4，彭云良1，2*，姬紅麗1*

(1.四川省農業科學院植物保護研究所/農業部西南有害生物綜合治理重點實驗室，四川成都 610066;2.中國水稻研究所/水稻生物學國家重點實驗室，浙江杭州 311404;3.四川省農業科學院農業信息與農村經濟研究所，四川成都 610066;4.西南科技大學生命科學與工程學院，四川綿陽 621010)

【目的】水稻干尖線蟲是我國和世界范圍內重要的種傳病害，為了解我國水稻干尖線蟲生產種子帶蟲現狀及其來源。【方法】以改良的貝爾曼漏斗法檢測了來自廣東、廣西、貴州、云南、四川、湖北、安徽、江蘇、新疆、寧夏、和吉林等省(區)種子市場的341份水稻生產種種子、40份雜交水稻制種母本，168份水稻品種比較和區域試驗材料所攜帶的干尖線蟲。【結果】發現生產種子24 h內干尖線蟲檢出陽性率為21.11%，其中秈稻陽性率為23.21%，顯著高于粳稻11.48%的陽性率(P=0.0427);粳稻陽性樣本百粒檢出蟲量顯著高于秈稻陽性樣品(P=0.0201)，秈、粳稻中均有個別品種檢獲蟲量顯著高于其他品種(P＜0.05)。品種比較和區試材料中19.16%的參試材料攜帶干尖線蟲。雜交稻制種母本干尖線蟲檢出率為17.5%，病種百粒檢出量在0.33～2.67頭之間，染蟲母本制種田跟蹤調查結果表明，其F1代雜交種也攜帶干尖線蟲。【結論】生產種攜帶的線蟲很可能來自育種單位的原種，加強對制種基地親本和育種部門原種的消毒處理，對預防水稻干尖線蟲危害具有重要意義。

水稻;干尖線蟲;感染;生產品種;制種母本;育種材料

【研究意義】水稻(Oryza sativa)是世界上超過1/3人口的主糧[1]，大約有100種植物線蟲能夠侵染水稻并對其生長發育造成嚴重影響，但最主要的水稻寄生線蟲為水稻干尖線蟲、水稻根結線蟲、水稻潛根線蟲和水稻莖線蟲[2]。【前人研究進展】由干尖線蟲侵染而引起的干尖線蟲病是典型的種傳病害，病原物潛伏在谷粒的穎殼和米粒間越冬，水稻播種后，線蟲從秧苗芽鞘和鞘縫侵入到生長點附近，取食腋芽和莖尖分生組織;隨著水稻的生長，線蟲也隨生長點逐漸向上移動，并導致上部葉片特別是劍葉尖端處變為淡黃色至蒼白色，葉尖枯死，病部卷曲，呈“干尖”狀，同時分蘗數、株高、穗長、谷粒數等性狀也受到不良影響，甚至穗子變小成“小穗頭”[3-6]。段玉璽等[7-8]先后報道了遼寧省水稻生產種子感染干尖線蟲的情況，但對于全國范圍水稻種子帶蟲情況以及蟲子來源分析至今未有報道。【本研究切入點】本研究檢測了來自全國11個省(區)的549份水稻種子攜帶干尖線蟲情況，分析了生產品種感染干尖線蟲的來源，【擬解決的關鍵問題】以期為制定病害防控策略提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

生產品種341份，系從廣東、廣西、貴州、云南、四川、湖北、安徽、江蘇、吉林、寧夏和新疆等省(自治區)種子市場采集樣品;雜交水稻制種母本40份，由四川省7家種業公司提供;水稻品種比較和區域試驗材料168份，由宣城、揚州、徐州、濟寧、東港等地國家和省級水稻區域試驗站及抗性鑒定站自試驗田收獲、干燥后提供。所有樣品常溫下運輸至實驗室后于室溫干燥保存備用。

1.2 種子帶蟲檢測預實驗

將帶蟲的雜交稻“深優9516”種子100粒置于直徑10 cm漏斗內40目不銹鋼篩網上，直接加清水至剛好淹沒種子，或置于彌霧噴頭下，每隔5 min噴霧1 h，室溫控制在21～25℃，各處理重復3次，于24、48、72、96和120 h收集漏斗底部約10 mL水樣，解剖鏡下觀察水樣內干尖線蟲數目。根據預試驗結果確定種子處理方法和取樣時間。

1.3 種子帶蟲檢測

根據預實驗結果，將各供試樣品100粒種子置于上述篩網內，加清水至剛好淹沒種子，24 h收集底部約10 mL水樣，各樣品重復檢查3次，其中1次檢出干尖線蟲即記為陽性，即為病種。

1.4 雜交水稻母本帶蟲制種田跟蹤分析

在制種母本檢出干尖線蟲的4個制種基地，于孕穗期、揚花期和黃熟期，各調查30塊田，每塊田調查100株，記錄干尖葉片癥狀，此外，每個母本隨機選取5塊田，每塊田取10個點，每點采集10穗，置于帶有冰塊的保溫箱內運回實驗室。10個穗子剪斷至2～3 cm片段，置于14.5 cm大培養皿內，加入含1000 ppm鏈霉素的0.01%吐溫20溶液，完全淹沒各穗段，室溫控制在21～25℃，24 h后收集液體，并反復沖洗3次，收集液在4℃靜置24 h以上，其后用電動移液器小心吸去上層水份，余下5mL液體在解剖鏡下檢查干尖線蟲數目。F1種子收獲、干燥和入庫后，隨機抽取樣品1 kg，利用上述篩網法監測百粒種子帶蟲量，檢測重復3次。

1.5 數據分析

根據不同來源水稻品種或材料中檢測獲得干尖線蟲的品種或材料份數，計算不同來源品種的線蟲陽性檢出率;根據病種3次重復檢出蟲量計算病種百粒種子平均蟲量;統計學分析軟件為Statistica Six Sigma，陽性率差異比較用t-測驗法進行兩兩比較，用Duncan'多重比較(DMRT，P=0.05)或不同N大小的HSD法進行蟲量差異比較。

2 結果與分析

2.1 檢測方法與時間對種子中干尖線蟲檢出量的影響

“深優9516”種子100粒清水浸泡或間隔噴霧24～120 h后檢測到的干尖線蟲數目(圖1)。方差分析結果表明，浸泡和噴霧方法對于檢出總蟲量沒有顯著影響(P=0.6655)，但不同時間檢獲的干尖線蟲數目差異顯著(P=0.0232)。調查發現浸泡法24 h百粒檢出蟲量占檢出總蟲量的78.94%，顯著高于后續時間點的檢出量，與噴霧法24和48 h總檢出量基本相同，且其他各時間點內檢出蟲量無顯著差異(P＞0.05)，故后續百粒檢測蟲量調查采用24 h清水浸泡法。

表1 不同省(自治區)來源水稻生產種子干尖線蟲檢測陽性率及病種帶蟲量Table 1 Rates and average number of Aphelenchoidesbesseyi from 100 rice grains of positive samples in commercial rice seeds from different regions of China

表2 不同品種比較和區域試驗點水稻材料干尖線蟲陽性率和百粒檢出蟲量Table 2 Incidence and average number of Aphelenchoides besseyi from 100 rice seeds from different sites of variety comparison and regional tests

2.2 不同水稻生產種種子干尖線蟲檢出率和百粒檢出量

采用24 h清水浸泡法，341份生產種子樣品中共有72份檢出干尖線蟲，陽性檢出率為21.11%。樣品中有秈稻生產種280份，線蟲檢出率為23.21 %，粳稻生產種61份，線蟲檢出率為11.48%，兩者差異達到顯著水平(P=0.0427);秈稻帶蟲種子百粒檢出蟲量平均為1.09頭，粳稻百粒檢出蟲量平均為17.04頭，差異達到顯著水平(P=0.0201)。陽性檢出率最高的省份為安徽省，45.45%的供試品種中檢測到了干尖線蟲;除來自寧夏的一份陽性樣品外，不同地區間陽性樣品的帶蟲量無顯著差異(P =0.8170，表1)。在秈型雜交稻中，不同病種間百粒檢出量有顯著差異，其中“深優9516”百粒種子線蟲檢出量平均為15頭，顯著高于其他檢測品種(P＜0.05)，在粳稻陽性樣品中，來自寧夏的一份樣品百粒檢出蟲量達到113頭，顯著高于其他粳稻和秈稻樣品檢出蟲量(P＜0.01)。

2.3 雜交稻制種母本及水稻區試材料種子的檢測

對來自四川省不同種業公司的40份雜交稻制種母本進行檢測，發現7份不育系帶有干尖線蟲，檢出率為17.5%，病種百粒檢出量在0.33～2.67，陽性母本間帶蟲量差異不顯著(P=0.6044);有7個不育系由不同種業公司提供了共17份樣品，其中1個不育系的2份不同樣品間出現陰性、陽性不一致，其余6個不育系的不同樣品間陰、陽性結果相一致。

來自不同地點的168份區試和品種比較試驗材料的24 h陽性檢出率和陽性樣品百粒檢出量如表2。不同地點樣品檢出率間差異顯著，其中來自揚州試驗點的32份材料24 h檢測陽性率最高，為40.63%，顯著高于濟寧試驗點。不同試驗點之間陽性樣本的檢出蟲量無顯著差異(P＞0.05)。

圖2 不同制種基地制種田母本上干尖線蟲蟲量動態Fig.2 Number of Aphelenchoidesbesseyi in maternal parent at different development stages in hybrid seed production fields at different locations

表3 制種田收獲F1百粒種子攜帶干尖線蟲蟲量Table 3 Number of Aphelenchoides besseyi in 100 F1seeds harvested from infested maternal parents at different seed production sites

2.4 帶蟲母本制種田母本植株和F1種子內線蟲動態調查

在4個母本經檢測發現帶干尖線蟲的制種基地內各調查30塊田，每塊田調查100株母本，均未發現典型的葉尖扭曲的干尖癥狀，僅發現部分上部葉片葉尖發黃癥狀。孕穗期、揚花期和黃熟期各取樣點10穗檢出干尖線蟲量(圖2)，由于調查時已錯過彭山和邛崍母本的孕穗期，故這兩地調查數據僅為揚花期和黃熟期。結果表明，母本種子帶蟲的4個基地內母本植株在揚花期和黃熟期穗子內均檢測到帶有干尖線蟲，其中3個基地揚花期蟲量略高或顯著高于黃熟期蟲量，1個基地內蟲量在黃熟期達到高峰。2個基地的孕穗期均沒有檢測到干尖線蟲，這可能由于此時植株所攜帶的線蟲尚未進入穗子內。

對上述4個基地收獲、入庫的雜交種子進行檢測，結果表明，各帶蟲母本的雜交后代種子均攜帶干尖線蟲，不同基地間種子帶蟲量有顯著差異，其中彭山基地收獲種子蟲量顯著高于綿陽和邛崍基地(P＜0.05，表3)。

3 討 論

雖然水稻干尖線蟲寄主范圍廣，可以寄生水稻、野生稻、常見的稻田雜草及草莓等35個屬的高等植物[9]，帶病種子仍是水稻干尖線蟲病最主要的初侵染來源[3-4];多年的防治試驗和推廣，也證明了通過種子消毒處理可以有效防止和減輕水稻干尖線蟲病發生[10-13]。本研究表明，341份各地水稻生產種24 h檢測帶蟲陽性率達21.11%，可見我國水稻種子攜帶干尖線蟲已經十分普遍，對水稻生產構成了威脅。雜交稻母本種子檢測和制種田跟蹤調查表明，雜交稻生產種子帶蟲的主要原因在于制種基地母本帶蟲。另有數據(另文發表)表明，制種基地母本的干尖線蟲，又來自于不育系繁殖田母本。對品種比較和區域試驗材料檢測的結果表明，19.16%的參試材料攜帶干尖線蟲，因此育種部門供種成為重要的干尖線蟲侵染來源。隨著水稻種子商業化生產程度的提高，種子異地生產、長距離調運已成為常態，大面積播種前對生產種和制種基地、親本繁殖田、原種、原原種繁殖田種子乃至育種單位育種親本和材料進行有效的消毒處理，將起到事半功倍的效果。

本研究表明在秈型雜交稻種中攜帶干尖線蟲比較普遍，但溫室內觀察和制種田田間調查均發現，秈型雜交稻和制種親本上干尖線蟲癥狀并不明顯，這可能是造成制種田疏于防治而后代種子帶蟲傳播的重要原因。文獻報道秈稻對干尖線蟲具有耐性[14]，我國南方秈稻區干尖線蟲危害報道也較少，但秈粳雜交稻上干尖線蟲危害卻較重[15]。對于秈稻受干尖線蟲侵染后植株生長發育和產量的影響、以及線蟲與寄主相互作用的分子生物學反應加以研究，對于明確干尖線蟲的危害和秈稻的抗耐蟲機理十分重要。

我國華南地區是栽培稻起源地，野生稻可能首先進化出粳亞種栽培稻，然后再進一步在栽培稻擴散過程中經過雜交形成秈亞種栽培稻[16]。所以，除普遍認為的水稻干尖線蟲隨種子自1933年傳入我國外[11]，我國干尖線蟲也有可能起源于中國，但因多數品種并不表現明顯癥狀，所以并不為人所知。對于不同地方品種，特別是華南南方粳稻、秈稻地方品種及野生稻資源攜帶干尖線蟲的情況加以研究，對于了解水稻干尖線蟲的起源及其與寄主的共同進化具有重要意義。

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(責任編輯 陳 虹)

Current Status and Sources of Infestation of Commercial Rice Seeds by Aphelenchoides besseyi in China

WANG Yan-ping1，2，YANG Fang1，ZHANG Zhong-mei1，NI Jian-ying3，KANG Xiao-hui4，PENG Yun-liang1，2*，JIHong-li1*
(1.Institute of Plant Protection，Sichuan Academy of Agricultural Sciences/MOA Key Laboratory for Integrated PestManagementon Crops in Southwest China，Sichuan Chengdu 610066，China;2.China National Rice Research Institute/National Key Laboratory of Rice Biology，Zhejiang Hangzhou 311404，China;3.Institute of Agricultural Information and Rural Development，Sichuan Chengdu 610066，China;4. Faculty of Life Science and Bio-engineering，Southwest University of Sciences and Technology，Sichuan Mianyang 621010，China)

【Objective】Rice white tip disease caused by Aphelenchoides besseyi is aworldwide seed-born disease，and the current status and the sources of infestation of rice seeds by A.besseyi in China were investigated.【Method】Modified Baermann's funnelmethod was applied to isolate the nematode from 341 commercial seeds collected from 11 provinces or autonomous regions，i.e.，Guangdong，Guangxi，Guizhou，Yunnan，Sichuan，Hubei，Anhui，Jiangsu，Jilin，Xinjiang and Ningxia，40 male sterile lines for seed production and 168 seeds harvested from breeding lines in variety comparison and regional trials.【Result】The infestation incidence of commercial seedswas21.11% after immersing for24 hours，amongwhich the infestation incidence of indica rice seedswas23.21%and significantly higher than thatof japonica seeds，i.e.11.48%(P=0.0427).The number of detected nematodes in the positive japonica seedswas significantly higher than that of positive indica rice seeds(P=0.0201)，and individual infested seedswith significantly higher number of nematodeswere found both among indica and japonica commercial seeds.The infestation incidence of the seeds harvested from breeding lines in variety comparison and regional trialswas19.16%.The infestation incidence ofmale sterile lines for seed production was17.5%and the detected number of nematodes per 100 infested seeds varied from 0.33 to2.67，which togetherwith the results of the investigation of the panicles and seeds harvested from the fields of the infestedmaternal parent indicated the source of infestation of commercial F1seeds.【Conclusion】The results suggested that itwould play an important role to control A.besseyi by disinfecting the seeds of the breeding lines.

Rice;Aphelenchoides besseyi;Infestation; Commercial seeds;Maternal parent;Breeding lines

S435.11

A

1001-4829(2017)8-1772-05

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.013

2017-03-10

四川省科技廳國際合作項目(02407);四川省育種攻關項目(2016NYZ0053-3);國家水稻產業技術體系專項經費(CARS-01-25)

王燕平(1991-)，女，四川閬中人，現從事植物病害防控技術研究;*為通訊作者:姬紅麗，E-mail:Hongli.Ji@Jihongli.com;彭云良，E-mail:pengyunliang@aliyun.com.