松材線蟲病病原及寄主組織病理學研究綜述

王晨

摘要：松材線蟲病是一種松樹毀滅性病害，該病自傳入我國以來，已對我國造成巨大損失。現就松材線蟲病的病原及感病寄主體內的組織病理學變化進行綜述。

關鍵詞：松材線蟲病;病原;組織病理學

松材線蟲病（pine wiltdisease），即松樹萎蔫病，該病蔓延迅速、發病快、致死率高、防治難，被稱為“松樹的癌癥”。松材線蟲病是世界性森林病害，分布于美國、加拿大、中國、葡萄牙等多個國家。該病自1982年傳人我國以來，已對我國造成巨大損失。現就松材線蟲病的病原及感病寄主體內的組織病理學變化開展綜述。

1松材線蟲病病原的研究

1.1松材線蟲學說

1969年，Tokushige和Kiyohara首次從病死枯樹中分離到線蟲，并提出松樹枯萎與線蟲有關。1971年，他們對黑松（Pinus thunlaergi）、赤松（P.densiflor）進行接種實驗，確認該線蟲具致病性。1972年，Mamiya Y.和Kiyohara T.將此線蟲報道為新種Bursaphelencus ligni-colusm。但其實Steiner和Buhrer早在1934年就分離得到了松材線蟲，并將其定名為Aphelenehoides xy-lophilus。1970年，Nickle將其命名為Bursaphelenehusxylophilus（steiner & Buhrer）Nielde新種。1981年，Nickle等根據種間雜交和形態學特征，認定Bursaphe-leneus lignicolus是Bursaphelenehus xylophilus的同物異名，最終將松材線蟲學名修訂為Bursaphelenchusxylophilus（Steiner&Buhrer，1934）Nickle，1970。

隨后，許多研究者采用無菌松材線蟲接種健康松樹，發現均可導致松樹萎蔫、死亡。Bolla等將松材線蟲消毒后接種至歐洲赤松，發現松苗萎蔫枯死。Tamura采用無菌線蟲接種黑松后，松樹也出現枯萎。因此，長期以來，許多學者都認為松材線蟲是松樹萎蔫、枯死的因素。

1.2細菌學說

有學者認為，細菌在松材線蟲致病過程中起重要作用。1980年，Oku H_等從松材線蟲蟲體和感病松樹體內分離得到一株假單孢桿菌（Pseudomonas sp.），且接種試驗表明該細菌可致松苗萎蔫，首次提出細菌與松材線蟲病相關。1987年，Kusunoki觀察寄主病變組織時發現，大量細菌存在于受破壞的樹脂道、薄壁組織細胞內，且細胞壁被酶解的類型與細菌引起的病害相類似。Kawazu等從松材線蟲體表分離到3種細菌，且這3種細菌能使黑松愈傷組織、懸浮培養細胞產生毒性物質，提出松材線蟲病真正致病的是松材線蟲及其攜帶的伴生致病細菌。

趙博光等從松材線蟲體表分離得到洋蔥伯克霍爾德氏菌（Burkholderia eepacia），采用無菌松材線蟲或細菌單獨接種黑松均不能使其發病，而兩者混合接種則使黑松迅速萎蔫，提出松材線蟲病是由松材線蟲和伴生細菌共同侵染引起的復合侵染病害。

2感病寄主組織病理學變化研究

2.1皮層病變Mamiya研究發現，受松材線蟲侵染后，莖部最早的變化是皮層樹脂道遭破壞，此時線蟲在該區域遷移活動。Ishida等采用有毒和無毒的線蟲分別接種黑松，發現接種早期線蟲的活動被限制在皮層和軸向的病變細胞內，線蟲橫穿整個形成層的活動較少。該階段，被破壞的皮層樹脂道周圍常能觀察到木栓化作用;接種無毒線蟲后，莖部圍繞樹脂道的皮層薄壁細胞形成了創傷周皮，但反應并未擴大，這被認為是一種抗性反應。Yamda和Ito發現在受有毒線蟲侵染后，莖部樹脂道周圍的皮層細胞大范圍壞死，且細胞壞死發展至木質部，甚至形成層嗍。

2.2木質部病變隨著病程的發展，莖部組織病變擴展到木質部。研究表明，受松材線蟲侵染后木質部細胞的第一個反應就是木質部薄壁細胞的脂肪滴染色反應改變。健康松樹的木質部射線薄壁細胞和軸向薄壁組織中含有許多脂肪滴，能被蘇丹III染成黃色，耐爾藍染成粉紅色。Kusunoki研究發現，接種松材線蟲僅幾天后，脂肪滴就消失。他采用線蟲接種松樹后，采用蘇丹III對莖部進行染色結果顯示橙紅色、耐爾藍染色則顯示藍色，這說明莖部組織內脂肪滴消失。

木質部細胞的第二個病理學反應是木射線、木質部軸向薄壁細胞和皮層細胞質染色反應的改變。接種線蟲后，木質部和皮層薄壁細胞的細胞質被耐爾藍染成藍色、番紅固綠染成紫紅色，在早期的文獻中該反應被稱為“變性”。研究發現，木質部“變性”薄壁細胞與木質部栓塞的分布區相同，但發生面積比木質部栓塞的橫截面更廣，這暗示了木質部薄壁細胞的“變性”可能誘導了木質部栓塞。

管胞空穴化是感病松樹木質部另一個重要反應。Kumda等發現，黑松感染松材線蟲后，管胞內單萜烯、倍半烯的含量明顯增加，這些物質呈氣化狀態進入管胞，使得管胞不能進水，形成空穴，致使松樹水分輸導受阻。

近年來，研究表明，松材線蟲侵染松樹后，松樹莖部細胞發生了細胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）。PCD是生物體為了自身發育或抵抗外界不良環境，在基因控制下采取的主動地、有序的死亡方式，并伴隨著細胞形態學和分子生物學等方面的特征。厲艷研究發現，在松材線蟲侵染早期，莖部皮層薄壁細胞陸續發生PCD的典型特征;且隨著時間推移，PCD發生的數量和程度不斷增加。金鋼研究也表明，松材線蟲侵染黑松后，誘導寄主發生系統而持續的細胞程序性死亡;同時，寄主薄壁細胞PCD的發生與胞質內游離鈣離子濃度變化和鈣離子分布轉移有關，鈣離子可能是觸發細胞發生PCD的因子幽。