河南省小麥主產區菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲發生情況調查

劉榮榮, 王 暄, 李紅梅, 王 珍, 劉海璐

(南京農業大學植物保護學院,農作物生物災害綜合治理教育部重點實驗室, 南京 210095)

河南省小麥主產區菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲發生情況調查

劉榮榮, 王 暄, 李紅梅*, 王 珍, 劉海璐

(南京農業大學植物保護學院,農作物生物災害綜合治理教育部重點實驗室, 南京 210095)

為了解河南省小麥主產區菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的發生情況,作者分別于2014年和2015年5月通過隨機采樣調查方法,從商丘、漯河、許昌、新鄉、鶴壁、安陽、濮陽、焦作等八地區19個縣市采集到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,發現采自商丘、新鄉、鶴壁、安陽和濮陽地區的樣品孢囊密度普遍較高,CCN發生比較嚴重;利用雙重PCR技術對樣品的CCN種類進行了快速檢測鑒定,檢測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、焦作等五個地區,其中商丘地區發生比較普遍。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。

菲利普孢囊線蟲; 禾谷孢囊線蟲; 復合侵染; 群體密度; 雙重PCR檢測

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多個國家有發生和危害[1],對世界禾谷類作物尤其是小麥的生產和種植造成了極大的損失。CCN是由11個種組成的復合種群[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被認定是最具經濟影響力、危害最為嚴重的種類[3]。禾谷孢囊線蟲于1989年首次報道在我國湖北省天門縣小麥上有發生[4],迄今已在河南、河北、山東、安徽、江蘇等16個省市有分布[5],發生面積高達300萬hm2,且有繼續擴大蔓延的趨勢[6]。菲利普孢囊線蟲于2010年在河南省臨潁、許昌、衛輝、延津首次被發現[7],此后在河南省博愛縣[8]和安徽省宿州[9]的小麥上也發現了菲利普孢囊線蟲,因此,摸清菲利普孢囊線蟲在我國小麥種植大省河南省的發生分布以及與禾谷孢囊線蟲復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,2齡幼蟲的孵化和侵染與小麥的生長發育期密切相關。在我國冬小麥產區,禾谷孢囊線蟲群體需要經過一段時間的低溫(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在春季小麥返青期[12];而菲利普孢囊線蟲沒有滯育現象,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月結束,高峰出現在10月和來年的2月[13-14],只要有合適的寄主存在,2齡幼蟲就會孵化,因此對小麥根系的持續侵染期更長,造成的危害也更為嚴重。此外,在我國黃淮麥區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象[15],二者的復合侵染加重了小麥的產量損失,同時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。

河南省每年小麥種植面積在530萬hm2以上,位居全國第一[16],CCN的發生面積已達117萬hm2,且呈現不斷加重的趨勢[17]。在2014年和2015年的小麥抽穗揚花期,作者對河南省小麥主產區的8個地級市19個縣市小麥田進行了菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲發生情況的調查,分析了采集樣品的孢囊密度,并利用雙重PCR檢測技術[18]進行了樣品CCN種類的快速鑒定,克服了傳統形態學鑒定對技能要求高、耗時長、人為誤差大的劣勢。本文通過系統了解菲利普孢囊線蟲和禾谷孢囊線蟲在河南省的單獨侵染或復合侵染的發生情況和危害程度,為指導河南省小麥品種布局和CCN綜合防治提供依據,對穩定我國小麥生產,保障糧食安全具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 田間調查和采樣方法

分別在2014年和2015年的4-5月小麥抽穗揚花和灌漿期對河南省小麥主產區進行菲利普孢囊線蟲和禾谷孢囊線蟲單獨或復合侵染發生的初步調查。在河南省商丘、漯河、許昌、新鄉、鶴壁、安陽、濮陽、焦作等8個地區19個縣市的小麥田,采取田間5點隨機取樣的方法,并有針對性地選取植株矮小、葉片發黃和生長稀疏的小麥地塊進行采樣。拔取小麥植株,觀察根系是否成團,須根是否分叉較多,根系上是否有白色亮晶狀的雌蟲存在。在發現有CCN的田塊,按5點法隨機拔取小麥植株,剪去植株地上部分,同時取根際10 cm深的土樣約1 kg與小麥根樣混合裝袋,密封標記后運回實驗室,同時詳細記錄采集地的地理信息數據和農業栽培相關信息,包括小麥品種、前茬作物、土壤質地以及灌溉情況等。

1.2 孢囊的分離和計數

在室內將根際土樣自然風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,分別統計飽滿孢囊和空孢囊的數量。每個樣品重復分離3次。從每個樣品的飽滿孢囊中隨機挑取20個,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,統計單孢囊的卵量。計算總孢囊量、飽滿孢囊率和卵量(粒/孢囊),并運用S-Plus軟件對所有數據進行統計方差分析。

1.3 CCN種類的雙重PCR檢測

挑取各樣品的飽滿孢囊10個,參考王暄等[20]的方法分別提取單個孢囊的DNA。將單孢囊置于預先滴加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℃保存備用。

利用雙重PCR技術對各樣品的10個單孢囊DNA樣品分別進行檢測,利用基于線粒體細胞色素氧化酶1區(mtDNA-CO Ⅰ)序列設計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補足至25 μL。擴增反應條件為:94℃ 3 min;94℃ 30 s,退火溫度58℃ 30 s,72℃ 30 s,35個循環;72℃延伸10 min。擴增產物在1.2%瓊脂糖凝膠上電泳檢測。根據各樣品10個孢囊DNA樣品擴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合侵染。

2 結果與分析

2.1 CCN在河南省的發生調查及群體密度分析

從河南省8個地區19個縣市共采集了61份CCN的小麥根圍土樣,土壤質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。從調查結果(表1)可以看出,各地區樣品的平均飽滿孢囊密度差別較大,CCN發生嚴重程度由高到低依次為商丘、鶴壁、安陽、新鄉、濮陽、許昌、焦作、漯河, 其中,商丘地區樣本的平均飽滿孢囊密度最大,達43.0個/100 mL土,其次是鶴壁地區,樣本的平均飽滿孢囊密度達到18.1個/100 mL土,安陽、新鄉和濮陽地區樣品的平均飽滿孢囊密度分別為14.4、11.9和11.4個/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,小麥孢囊線蟲發生最嚴重的是商丘地區虞城縣,病田的CCN孢囊密度達107.4個/100 mL土,平均飽滿孢囊率高達73.0%,且平均單孢囊卵量達225.2粒;此外,鶴壁地區淇濱區和新鄉地區延津縣的麥田發病也較重,其中淇濱區病田的平均孢囊密度達86.3個/100 mL土,平均飽滿孢囊率為35.1%,平均單孢囊卵量達201.4粒;延津縣病田的平均孢囊密度為68.6個/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/100 mL土。調查結果表明,CCN在商丘地區發生普遍而嚴重,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,這與我們在小麥抽穗揚花期調查時,在該地區常發現點片狀發病嚴重的田塊情況相吻合。病株呈現明顯矮化,葉片枯黃早衰,麥穗短小,根系呈現嚴重的須根團狀,可見大量的白雌蟲。

表1河南省八地區不同縣市小麥CCN種類發生和群體密度分析

Table1OccurrenceandpopulationdensityofcerealcystnematodesonwheatindifferentcountiesofeightdistrictsfromHenanProvince

地區District縣/市County/City樣本數/個Numberofsamples采集總數Totalcollection禾谷孢囊線蟲H．avenae菲利普孢囊線蟲H．filipjevi混合發生Mixinfection土壤中孢囊密度/個·(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·(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Xinxiang衛輝市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新鄉縣Xinxiang22--63．624．1184．1±54．5鶴壁Hebi淇縣Qi22--16．536．4114．6±3．218．1淇濱區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Total6133919

2.2 雙重PCR檢測CCN種類發生情況

利用雙重PCR技術對采集的61份樣品的CCN種類進行了檢測,每份樣品選取10個單孢囊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,擴增mtDNA-CO Ⅰ區,結果揭示,有33份為禾谷孢囊線蟲單一侵染樣品,占總樣品數的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合侵染樣品。

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

雙重PCR技術檢測出采自安陽、鶴壁、濮陽3個地區的12份樣品均為禾谷孢囊線蟲單一群體,而其他5個地區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侵染或二者復合侵染的樣品(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,有1份采自焦作地區,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,夏邑縣何營鄉孟大橋村的菲利普孢囊線蟲發生嚴重程度最高,平均總孢囊密度達135.3個/100 mL土,平均飽滿孢囊率高達92.7%,土里卵量為208.8粒/mL,已經嚴重超過了小麥正常生長允許的經濟閾值。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,其中酇陽鎮翟樓村、十八里鎮方莊和芒山鎮張莊村樣品的平均總孢囊密度分別為102.3、89.0、56.0個/100 mL土,土里卵量分別為145.4、55.0和22.4粒/mL,也都超過了經濟閾值。焦作地區博愛縣清化鎮羅莊村樣品的平均總孢囊密度為14.0個/100 mL土,平均單孢囊卵量達237.0粒,土里卵量為2.6粒/mL,菲利普孢囊線蟲發生程度相對較輕。

圖1 河南省小麥孢囊線蟲群體的雙重PCR檢測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合侵染

在調查中發現19份菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲混合發生的樣品,主要采自商丘地區的永城市、夏邑縣和虞城縣,漯河地區的臨潁縣以及許昌地區的許昌縣,具體采集地理信息及CCN群體密度見表3。利用雙重PCR技術對混合發生樣品中菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的孢囊占比進行了分析,從表3可以看出,商丘地區夏邑縣的會亭鎮關倉村和關常樓村、虞城縣站集鎮東葉莊和利民鎮蔡莊村、許昌地區許昌縣的將官池鎮秋湖村以及焦作地區的博愛縣清化鎮倒槐樹村等6份復合侵染樣品中,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合侵染群體中占優勢;而商丘地區永城市的茴村鎮小李莊、十八里鎮七里店村以及夏邑縣郭店鄉郭店村、漯河地區臨潁縣的窩城鎮湖里曹村、王孟鄉宋莊村和前楊村、許昌地區許昌縣將官池鎮郭集村以及新鄉地區的衛輝市汲水鎮八里屯村等8個復合侵染樣品中,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合侵染群體中占優勢。在其余5份復合侵染樣品中,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。

表2菲利普孢囊線蟲在河南省小麥主產區單獨侵染的發生情況

Table2OccurrenceofthepureinfectionofHeteroderafilipjevionwheatinmaingrowingareaofHenanProvince

地區District采樣地點Collectionlocation東經Eastlongitude北緯Northlatitude土壤中孢囊密度/個·(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夏邑縣濟陽鎮濟西村Jixi，Jiyang，Xiayi115°57′24．59″34°10′10．31″30．713．7146．2±50．56．1夏邑縣何營鄉孟大橋村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區復合侵染的發生情況Table3OccurrenceofthemixedinfectionofHeteroderaavenaeandH.filipjevionwheatinmaingrowingareaofHenanProvince

地區District采樣地點Collectionlocation東經Eastlongitude北緯Northlatitude土壤中孢囊密度/個·(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．avenae菲利普孢囊線蟲H．filipjevi商丘Shangqiu永城市陳官莊鎮胡莊村Huzhuang，Chenguanzhuang，Yongcheng116°35′22．36″34°00′57．57″88．065．96040永城市茴村鎮小李莊Xiaolizhuang，Huicun，Yongcheng116°31′04．91″33°58′43．00″53．052．89010永城市十八里鎮七里店村Qilidian，Shibali，Yongcheng116°19′43．46″33°57′21．10″15．766．09010永城市馬牧鎮胡暗樓Hu′anlou，Mamu，Yongcheng116°11′10．14″34°01′31．01″12．747．46040夏邑縣會亭鎮關倉村Guancang，Huiting，Xiayi116°05′45．89″34°04′44．65″75．328．31090夏邑縣會亭鎮關常樓村Guanchanglou，Huiting，Xiayi116°05′46．18″34°04′45．37″2．371．43070夏邑縣郭店鄉郭店村Guodian，Guodian，Xiayi116°05′25．40″34°08′34．98″35．729．09010虞城縣站集鎮東葉莊Dongye，Zhanji，Yucheng115°52′39．40″34°13′09．41″191．781．02080虞城縣利民鎮蔡莊村Caizhuang，Limin，Yucheng115°42′23．26″34°18′37．26″12．773．71090漯河Luohe臨潁縣窩城鎮湖里曹村Hulicao，Wocheng，Linying114°02′23．38″33°55′23．34″40．019．29010臨潁縣王孟鄉宋莊村Songzhuang，Wangmeng，Linying113°56′29．13″33°56′28．78″1．720．09010臨潁縣王孟鄉前楊村Qianyang，Wangmeng，Linying113°57′21．27″33°56′58．69″1．350．07030許昌Xuchang許昌縣將官池鎮南文莊村Nanwenzhuang，Jiangguanchi，Xuchang113°55′40．68″33°58′21．64″34．345．65050許昌縣將官池鎮齊莊村Qizhuang，Jiangguanchi，Xuchang113°55′08．43″33°58′22．64″4．033．34060許昌縣將官池鎮秋湖村Qiuhu，Jiangguanchi，Xuchang113°55′51．23″33°59′20．81″4．721．43070許昌縣將官池鎮郭集村Guoji，Jiangguanchi，Xuchang113°55′07．43″33°58′13．66″22．362．79010

續表3Table3(Continued)

地區District采樣地點Collectionlocation東經Eastlongitude北緯Northlatitude土壤中孢囊密度/個·(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．avenae菲利普孢囊線蟲H．filipjevi新鄉Xinxiang衛輝市汲水鎮八里屯村Balitun，Jishui，Weihui114°02′55．71″35°26′42．22″52．08．39010焦作Jiaozuo博愛縣清化鎮倒槐樹村Daohuaishu，Qinghua，Boai113°07′08．47″35°10′25．68″56．39．53070焦作市中站區朱村Zhu，Zhongzhan，Jiaozuo113°09′22．54″35°12′37．94″24．328．86040

3 討論

目前,危害我國麥類作物的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16個省市自治區有分布[5],而菲利普孢囊線蟲已報道在河南省漯河地區臨潁縣、許昌地區許昌縣、新鄉地區衛輝市和延津縣以及焦作地區博愛縣以及安徽省宿州有分布[7-9],但關于這些地區是否存在菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲混合發生的情況尚不得而知。本文作者對2014年至2015年間采集的河南省小麥主產區8個地區19縣市61份CCN樣品的孢囊密度進行了分析,并結合雙重PCR檢測技術進行了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道的臨潁縣、許昌縣、衛輝市和博愛縣有混合發生,且在本文調查的商丘地區永城市、夏邑縣和虞城縣發生也很普遍。從與安徽和山東兩省接壤的商丘地區采集的23份樣品中,有菲利普孢囊線蟲侵染的樣品高達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,夏邑縣何營鄉孟大橋村、永城市酇陽鎮翟樓村、十八里鎮方莊以及芒山鎮張莊村樣品的平均總孢囊密度都高于50個/100 mL土,表明商丘地區是河南省菲利普孢囊線蟲的重發區。

小麥孢囊線蟲于1990年在河南省鄭州市郊區須水鄉麥田被發現,受害麥苗呈現大面積變黃、矮化,嚴重的成片枯死[21],隨后于1997年在河南省安陽市原種場的小麥根部發現了大量的孢囊,經鑒定確認為禾谷孢囊線蟲[22]。2005年在河南省安陽、新鄉、鄭州部分地區的小麥上孢囊線蟲的發生已經比較普遍,一般使小麥減產20%～30%,嚴重地塊減產可達50%以上,甚至毀種絕收[23]。河南農業大學和河南省植保植檢站于2007年對河南省小麥禾谷孢囊線蟲發生情況進行普查,發現除信陽和南陽地區外,其他16個地區市均有小麥孢囊線蟲的發生,部分地塊小麥產量損失嚴重[24]。河南省地處我國黃淮冬麥區的東部,是全國小麥播種面積和總產量最高的地區,對中國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,小麥產量的區域差異比較明顯;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區和高產區,豫北、豫西丘陵山區和南陽盆地邊緣丘崗地區是全省的主要旱作區,為小麥的較適宜種植區[26]。本文對河南省小麥主產區的CCN發生危害情況進行了初步調查,區域包括了豫西北的焦作和新鄉地區、豫東北的安陽、鶴壁和濮陽地區以及豫東平原區的商丘、許昌和漯河等8個地區,發現CCN在河南小麥主產區普遍發生,而且群體密度普遍偏高;CCN在商丘、鶴壁、安陽這3個地區的群體密度相比其他5個地區要高;在安陽、鶴壁和濮陽地區的CCN病田主要為禾谷孢囊線蟲單一侵染,而其他5個地區為菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的單一侵染和復合侵染發生區域。本文首次較為詳細地報道了CCN在河南省小麥主產區的種類及發生和危害情況。

長期以來人們認為在中國發生的小麥孢囊線蟲都是禾谷孢囊線蟲。2010年Peng等[7]首次報道在河南省有菲利普孢囊線蟲的發生。菲利普孢囊線蟲不僅形態學特征與禾谷孢囊線蟲不同,其生物學特性也有較大差異。在我們調查的商丘地區,菲利普孢囊線蟲與禾谷孢囊線蟲的復合侵染發生很普遍,而且菲利普孢囊線蟲單獨侵染田塊的孢囊密度普遍較高,例如夏邑縣何營鄉孟大橋村土壤中菲利普孢囊線蟲卵量可達208.8粒/mL,已經嚴重超過了小麥正常生長允許的經濟閾值;在澳大利亞南部土壤中CCN的卵初始密度為5粒/g土時,可造成小麥產量損失10%[27]。我們的調查結果表明,菲利普孢囊線蟲對河南省小麥產量的影響是顯而易見的,田間危害癥狀很明顯,穗短、穗枯、植株早衰現象嚴重。

小麥孢囊線蟲主要通過土壤和水流傳播,也可通過農業機械、農事操作、人畜攜帶的方式傳播,農業耕作制度的改變以及聯合收割機的推廣應用,為CCN遠距離傳播提供了便利條件[28]。菲利普孢囊線蟲借助現代農業機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發現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散傳播至接壤的江蘇、安徽和山東等省的潛在態勢非常嚴峻。因此,我國農業主管部門對菲利普孢囊線蟲的危害嚴重性應有所認識,應加大防控力度來延緩CCN在我國蔓延擴散的速度,保障我國糧食生產的安全。

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(責任編輯： 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(農業)科研專項(201503114)；國家自然科學基金(31471751)

* 通信作者 E-mail：lihm@njau.edu.cn