安徽省宿州市小麥孢囊線蟲病發生動態調查

遲元凱　趙偉　汪濤　葉夢迪　戚仁德

摘要? [目的]研究安徽省宿州市小麥孢囊線蟲發生規律。[方法]2015—2018年，通過定點采集小麥田土壤和小麥樣本，監測土壤中小麥孢囊線蟲的孢囊數量、卵量、2齡幼蟲數量以及小麥根系內部孢囊線蟲的發育情況，鑒定田間小麥孢囊線蟲群體類型。[結果]安徽省宿州市試驗田內小麥孢囊線蟲群體為禾谷孢囊線蟲和菲利普線蟲的混合種群，其中以禾谷孢囊線蟲為主;其孵化和侵染高峰期為2月下旬至3月上旬，3至4齡幼蟲發育高峰期為4月上旬，5月上旬根部可見白雌蟲。[結論]明確了安徽省宿州市小麥孢囊線蟲的種類和發生動態，為其有效防治奠定了基礎。

關鍵詞? 小麥孢囊線蟲;孵化高峰期;發生動態;安徽宿州

中圖分類號? S435.121??? 文獻標識碼? A

文章編號? 0517-6611（2019）24-0161-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.24.048

Investigation on the Occurrence of Cereal Cyst Nematode （CCN） in Wheat? in Suzhou，Anhui Province

CHI Yuan-kai，ZHAO Wei，WANG Tao et al? （Institute for Plant Protection and Quality Safety of Agricultural Products，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui 230031）

Abstract? [Objective]To investigate the occurrence rule of cereal cyst nematode （CCN） in wheat in Suzhou，Anhui Province.[Method]The soil and wheat samples were collected at the fixed point to monitor the number change of cysts，eggs，second stage juvenile （J2） in the soil，and the growth of nematode in the wheat roots，and the population of cyst nematode in the field were identified from 2015 to 2018.[Result]The population of cyst nematode was mixed population of Heterodera avenae and H.filipjevi and the main population was H.avenae in the field at Suzhou，Anhui Province.The peak of CCN hatching and infection occurred in late February to early March，and development peak of third and four stage juveniles （J3 and J4） occurred in early April，and the white adult female could be observed at the surface of wheat roots in early May.[Conclusion]The population and occurrence dynamics of cereal cyst nematode in Suzhou City of Anhui Province were defined，which laid a foundation for better prevention and control of cereal cyst nematode.

Key words? Cereal cyst nematode;Peak of CCN hatching;Occurrence dynamics;Suzhou City of Anhui Province

基金項目? 公益性（農業）行業科研專項（201503114）。

作者簡介? 遲元凱（1986—），男，山東蓬萊人，助理研究員，博士，從事植物病原線蟲學研究。*通信作者，研究員，博士，從事土傳病害研究。

收稿日期? 2019-09-04

由禾谷孢囊線蟲（cereal cyst nematode，CCN）引起的孢囊線蟲病是嚴重危害小麥等麥類作物的根部病害，分布于全世界40多個國家和地區 [1]。目前，CCN在河南、山東、安徽等主要麥區均有發生[2-6]，通常可導致田塊減產約20%，發生嚴重時田塊減產可達70%以上，嚴重威脅我國小麥生產和糧食安全[7-8]。

安徽省小麥孢囊線蟲病由鄭經武[9]1995年首次在安徽省固鎮縣發現并報道。近年來，以跨區作業的農業機械等為傳播媒介，小麥孢囊線蟲病在安徽省發生面積逐漸擴大[10]。陶玲等[4]調查了安徽省37個縣市（區）CCN發生分布情況，發現安徽省小麥孢囊線蟲種群為禾谷孢囊線蟲（Heterodera avenae），全省CCN檢出率為52%，而淮河以北地區CCN檢出率高達100%;對潁上縣、蕭縣小麥孢囊線蟲危害情況調查發現，受CCN危害影響，發病田塊產量損失高達10%～25%[7-8]。宿州市位于安徽省東北部，是安徽省重要的小麥產區，常年小麥種植面積在43萬hm2左右，調查發現，該地區CCN發生普遍，且存在線蟲病害與根腐病等其他根部病害復合發生的情況，對該地區小麥生產造成了嚴重威脅。近年來，隨著我國大力推行秸稈還田新型耕作制度，多種土傳病害的發生發展情況發生了變化[11]。為了明確秸稈還田模式下CCN發生規律，筆者于2015—2018年，定點監測了安徽

省宿州市埇橋區灰古鎮試驗田內的CCN孵化、侵染和發育情況，研究了小麥孢囊線蟲病在宿州地區的發生規律，對該地區乃至整個皖北麥區小麥孢囊線蟲病防治策略的制定具有重要的指導意義。

1? 材料與方法

1.1? 監測點概況? 監測點位于安徽省宿州市埇橋區灰古鎮付湖村;該地塊常年實行小麥—玉米輪作，作物收獲后，秸稈直接粉碎還田。前期調查發現，該地塊小麥孢囊線蟲病發生嚴重，且田間CCN分布均勻。試驗地小麥品種為山農17，購于安徽省淮河種業，為小麥孢囊線蟲病感病品種。

1.2? 田間采樣? 試驗點監測時間為2015年秋季至2018年夏季，每年12月初至次年5月初，每隔10～15 d采集試驗點內土壤和小麥樣本。此外，在每季小麥播種前和收獲后各采集一次土壤樣本，檢測土壤中孢囊數量。

土壤及小麥采集均按照zig-zag法進行5點取樣，土壤取樣深度為10～15 cm，每點采集土壤500 g，充分混勻后帶回實驗室進行孢囊分離和計數;小麥植株每點采集10株，取樣時連根挖出，盡量保持根系完整，帶回實驗室洗凈后染色觀察。

1.3? 田間小麥孢囊線蟲分子鑒定? 利用漂浮法[12]分離田間采集的土壤，體視鏡下挑取20個飽滿的孢囊用于分子鑒定。將單個孢囊置于載玻片上，滴加20 μL蠕蟲裂解液（50 mmol/L KCl，pH 8.2 的10 mmol/L Tris，2.5 mmol/L MgCl2，60 μg/mL Proteinase K，0.45% Tween 20 和 0.01% gelatin），充分研磨后，用移液器將裂解液回收至200 μL PCR管中，液氮冷凍1 min，65 ℃ 溫育 1 h，95 ℃ 處理10 min，12 000 r/min 離心2 min后，取上清液5 μL用于PCR檢測。

禾谷孢囊線蟲特異性引物（HaF8為GCTCATCATATATTTGTTGTTGGT，HafR8為CCCTTAAACCTCCAACAGTA） 、菲利普孢囊線蟲特異性引物（HfF9為ATTTTGCCGGCATTTGGTCTGG，HafR8為CCCTTAAACCTCCAACAGTA）及PCR方法均參考牛雯雯等[13]的方法。

1.4? 土壤中孢囊數量、卵量和2齡幼蟲數量的監測? 取混合均勻的土樣200? cm3，使用漂浮法分離土壤中的孢囊，在體視鏡下計數，重復3次，隨機挑取10個孢囊，用挑針挑破后，在體視鏡下統計孢囊內的卵量，重復3次。取混合均勻的土樣200 cm3，用淺盤法分離土壤中的線蟲，在體視鏡下統計孢囊線蟲2齡幼蟲的數量，重復3次。

1.5? 根系內孢囊線蟲發育動態的觀察? 將采集的小麥根系清洗干凈，使用酸性品紅染色法[14]進行染色，在體視鏡下觀察根系內小麥孢囊線蟲侵染、發育水平，統計每株小麥根系內不同蟲齡線蟲數量。每年5月上旬，將采集的小麥根系連同根際土壤一起使用漂浮法分離根系及散落到土壤中的白雌蟲，并統計白雌蟲數量。

1.6? 數據統計與分析? 使用SPSS 20.0進行數據統計及分析。

2? 結果與分析

2.1? 田間小麥孢囊線蟲種類鑒定? 分別利用禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲（H.filipjevi）特異性引物對田間孢囊線蟲種類進行PCR鑒定。由圖1可知，20個單孢囊樣品中，有18個樣品利用禾谷孢囊線蟲特異性引物進行PCR擴增可以獲得200 bp左右的單一條帶，與禾谷孢囊線蟲陽性對照一致;其余2個樣品使用菲利普孢囊線蟲特異性引物進行PCR擴增，獲得了320 bp的單一條帶，與菲利普孢囊線蟲陽性對照一致。表明宿州市試驗田中的小麥孢囊線蟲群體為禾谷孢囊線蟲與菲利普孢囊線蟲混合群體，以禾谷孢囊線蟲為主。

2.2? 土壤中孢囊數量和卵量動態變化

2.2.1? 孢囊數量。分別在小麥種植前和收獲后，采集監測點土樣，統計土壤中飽滿孢囊的數量。由圖2可知，2015年10月至2018年6月的3個種植期內，土壤中平均每100 cm3土壤中孢囊數量為12.4～31.5個;由于翻耕等原因，孢囊數量隨小麥種植和收獲有明顯波動，每季小麥種植期內，收獲期土壤中的孢囊數量明顯多于種植前，3個種植期內，收獲期平均每100 cm3土壤中孢囊數量為28.3個，而種植前平均每100 cm3土壤中孢囊數量為16.1個。

2.2.2? 卵量。對孢囊內卵的數量進行統計發現，土壤中卵量與孢囊數量的動態吻合。由圖3可知，土壤中卵的數量隨著種植季節和收獲季節呈現波動，3年中平均卵量為27.6～127.0個/cm3，其中種植前的卵量較低，為27.6～37.2個/cm3，而收獲后較高，為95.7～127.0個/cm3。

2.3? 土壤中小麥孢囊線蟲2齡幼蟲數量動態變化? 宿州地區小麥于10月中下旬播種，次年6月中旬收獲。連續3年監測小麥播種后30 d至小麥收獲前30 d土壤中小麥孢囊線蟲2齡幼蟲數量的變化情況。調查發現，小麥播種后30 d，土壤中即有少量孢囊線蟲孵化，12月上旬，線蟲孵化呈現一個小的高峰期，平均每100 cm3土壤中線蟲數量為19.0～33.0條，但12月中旬至次年1月，土壤中線蟲數量下降;小麥孢囊線蟲的孵化高峰期在2月中旬至3月中旬，高峰期平均每100 cm3土壤中2齡幼蟲數量可達46.6～73.0條;從4月開始，土壤中孢囊線蟲2齡幼蟲數量逐漸減少，至5月幾乎停止孵化（圖4）。

2.4? 小麥根系內孢囊線蟲侵染發育動態? 對小麥根系染色，監測根內小麥孢囊線蟲侵染動態發現（圖5、6），宿州地區存在小麥孢囊線蟲冬前侵染的情況，但侵染水平較低。11月中旬至12月上旬，雖然土壤中有孢囊線蟲2齡幼蟲孵化，但僅有少數線蟲侵入小麥根系，直至2月上旬，根內線蟲始終為線型的2齡幼蟲形態，未見線蟲繼續發育。每年線蟲侵入高峰期為2月中旬至3月中旬，每株小麥根內侵入的2齡幼蟲數量最高;之后根內2齡線蟲數量逐漸減少，3～4齡線蟲和雌蟲逐漸出現并增多。每年3月上旬，根內可以觀察到3～4齡線蟲;4月上中旬，根內3～4齡線蟲的數量達到高峰，之后根內成熟線蟲數量不斷增加;5月上旬，根部可見大量白雌蟲。

3? 結論與討論

陶玲等[4]調查表明，安徽省小麥孢囊線蟲病發生分布呈由南向北、自西向東逐漸加重的趨勢。宿州市位于安徽省東北部，土質為適合小麥孢囊線蟲病發生的砂壤土，同時該地是安徽重要的小麥產區，因而小麥孢囊線蟲病的發生對當地農業生產產生了嚴重威脅。李秀花等[15]研究發現，河北省禾谷孢囊線蟲的防治閾值為1 g土5個卵和2齡幼蟲，而監測發現，該地土壤中平均每100 cm3土壤中孢囊數量為12.4～31.5個，卵量達26.7個/cm3以上，超過防治閾值。由于小麥孢囊線蟲屬于根部病害，早期癥狀不易察覺，而揚花期根部出現白雌蟲時已經錯過防治時期，因而深入研究該病害的發生規律和發展動態，對其科學防控具有重要意義。

我國小麥孢囊線蟲病病原主要有禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲，其中禾谷孢囊線蟲在全國主要麥區均有分布[2-6]，菲利普孢囊線蟲主要分布在河南省[16]。2012—2013年對安徽省小麥孢囊線蟲的研究發現，安徽省小麥孢囊線蟲群體均為禾谷孢囊線蟲[4，7-8]。Peng等[17]在安徽省宿州市發現了菲利普孢囊線蟲，表明安徽省小麥孢囊線蟲的發生分布已經出現了變化。該試驗監測發現，宿州地區存在禾谷孢囊線蟲和菲利普孢囊線蟲混合發生的情況，但仍以禾谷孢囊線蟲發生為主。由于菲利普孢囊線蟲對小麥的危害程度、抗逆性均較強，因而要密切關注安徽省菲利普孢囊線蟲的發生動態。

影響小麥孢囊線蟲孵化和侵染的一個重要因素是溫度，線蟲成熟后并不立即孵化，而需經過一定時間的低溫刺激才能孵化，Williams等[18]和Fushtey等[19]研究發現，禾谷孢囊線蟲孵化的最適溫度為10～15 ℃，而王暄等[20]研究發現禾谷孢囊線蟲在室內10～25 ℃條件下均能孵化，但最適溫度為15 ℃。宿州市位于安徽省北部，冬季平均氣溫較低，不適合孢囊線蟲的孵化。連續3年的田間監測發現，宿州地區禾谷孢囊線蟲在11—12月有較短的孵化期;隨冬季氣溫下降，土壤中2齡幼蟲數量逐漸減少;次年2月上旬，氣溫回暖，土壤中2齡幼蟲數量開始增加，并在3月下旬達到孵化高峰;隨后，隨著氣溫繼續上升，土壤中2齡幼蟲數量逐漸減少，這一孵化規律可能主要受當地溫度變化的影響。該研究發現，在小麥播種后30 d，土壤中雖然有孢囊線蟲2齡幼蟲孵化，但僅有少量的2齡幼蟲能夠侵入小麥根系，且在冬季停留在2齡幼蟲階段，并不繼續發育，這與江蘇省沛縣的孢囊線蟲發生規律相似[21]。

小麥孢囊線蟲在整個小麥生育期內只能完成1代，其孵化、侵染、發育過程與小麥生長同步，播種期拌種和侵染高峰期使用藥劑灌根是防治該病害的主要措施。監測發現，在宿州地區，小麥孢囊線蟲的孵化和侵染高峰期在2月下旬至3月旬。因此，播種期和翌年2月中下旬是該地區小麥孢囊線蟲病防治的關鍵時期。

我國土傳病害發生率高且發病嚴重。近年來，由于秸稈還田等新型耕作制度的推行，田間土壤結構和微生物群落得到了改善，但小麥根部病害的發生和分布出現了新形勢[11]。從減藥增效、協同防治的角度出發，通過使用殺線劑和殺菌劑復配拌種，不僅能夠兼防小麥孢囊線蟲和其他根部病害，而且能夠減少農藥使用量，降低用藥成本，減輕環境壓力。研究表明，使用二硫氰基甲烷、吡蟲啉和滅菌唑復配劑[22]，苯醚甲環唑、阿維菌素和吡蟲啉的復配劑[23]拌種，可以有防治小麥孢囊線蟲病和其他根部病害，提高小麥產量。

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