水稻感染干尖線蟲后植株表型特征及減損分析

王宏寶 董青君 毛佳 宛寧 杜小鳳 章安康

摘? ? 要：水稻干尖線蟲是水稻上重要的寄生線蟲，嚴重危害水稻安全生產，準確識別該病害與病原在制定防控策略方面尤為重要。為了更好地在實際生產中認識水稻干尖線蟲田間發生與危害情況，采用水稻干尖線蟲病害典型癥狀識別法和室內線蟲鏡檢法，將試驗設定為水稻陰性組、假陰性組和陽性組等3個處理，通過對3個處理組測定其株高、穗頭長度、穗粒數、結實數、千粒重及線蟲載量等表型特征來分析水稻干尖線蟲病為害情況。結果顯示：與陰性組對照組相比，陽性組株高降幅為11.54%、穗頭長度降幅為20.43%、穗頭粒數降幅為44.13%、結實數降幅為48.41%，千粒重降幅為10.38%，陽性組稻穴發病率為47.63%。差異顯著性分析顯示，陽性組與陰性組、假陰性組僅在千粒重上差異顯著，其它如株高、穗頭長度、結實數等表型數據差異不顯著。在被線蟲侵染的稻株中，稻穗和葉片是線蟲主要隱匿部位，穗頭線蟲載量最高，陽性組中穗部線蟲載量高達26.20條·穗-1，莖稈中線蟲載量低，達0.73條·株-1;陽性組葉片部位線蟲載量與假陰性組對比在P<0.05水平上差異顯著，而在穗頭和莖稈部位線蟲載量差異不顯著。該研究為農業科技工作者重新認識、評估水稻干尖線蟲病危害情況及綜合防治提供技術參考。

關鍵詞：水稻干尖線蟲;表型特征;線蟲分布

中圖分類號：S435.11? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.04.016

Phenotypic Characteristics and Depletion of Rice Plants Infected with Rice Stem Tip Nematode

WANG Hongbao1， DONG Qingjun1， MAO Jia1，2， WAN Ning3， DU Xiaofeng1， ZHANG Ankang1

（1. Huaiyin Agricultural Science Research Institute， Xuhuai District of Jiangsu， Huai'an， Jiangsu 223001， China;2. Huai'an Agricultural Science and Technology Industry Corporation， Huai'an， Jiangsu 223001， China;3.Key Laboratory of Integrated Management of Crop Diseases and Pests， Ministry of Education， College of Plan Protection，Nanjing Agricultural University， Nanjing， Jiangsu 210095， China）

Abstract： Rice stem tip nematode was an important parasitic nematode on rice，which seriously harmed the safe production of rice. Accurate identification of the disease and pathogen was particularly important in formulating prevention and control strategies. In order to better understand the occurrence and harm of rice stem tip nematode in the field in actual production，the typical symptom identification method of rice stem tip nematode disease and indoor nematode microscopic examination method were adopted. The test was set as three treatments： rice negative group，false negative group and positive group，The damage of rice stem tip nematode disease was analyzed by measuring the phenotypic characteristics of three treatment groups，such as plant height， panicle head length， panicle grain number， solid number，1 000 grain weight and nematode load.The results showed that the plant height decreased by 11.54%， the spike length decreased by 20.43%， the number of spikes per head decreased by 44.13%， the number of knot drops decreased by 48.41%， the 1 000 grain weight decreased by 10.38%，and the incidence rate of rice in positive group was 47.63%. The difference significance analysis showed that there was only significant difference in 1 000 grain weight between the positive group，the negative group and the false negative group， and there was no significant difference in other phenotypic data such as plant height， spike head length and knot number. Among the rice plants infected by nematodes， the panicle and leaf were the main hiding parts of nematodes， and the panicle head nematode load was the highest. In the positive group，the panicle nematode load was as high as 26.20 pieces· panicle-1， and the stem midline nematode load was low as 0.73 pieces·plant-1.The nematode load in leaves of positive group was significantly higher than that of false negative group （P<0.05）. There was significant difference at 0.5 level， but there was no significant difference in nematode load at ear head and stem. This study provided technical reference for agricultural scientists to reunderstand and evaluate the harm of rice stem tip nematode and comprehensive control.

Key words： rice stem tip nematode; phenotypic characteristics; nematode distribution

水稻是世界上種植歷史最悠久的糧食作物，全球近一半人口都以水稻為食。水稻也是我國重要的糧食作物，在確保糧食安全、穩定糧食增產增效以及推進農業供給側結構性改革中發揮著至關重要的作用[1]。水稻是江蘇省第一大糧食作物，常年種植面積約 220 萬 hm2，總產 1 800 萬 t，分別占全省糧食種植面積和總產的 40%和 60%，占全國水稻種植面積和總產的 7%和 10%[2]。水稻生長過程中會受到200 多種植物病原線蟲的侵襲[3]。隨著節水栽培模式的推廣，水稻寄生線蟲病害變得日趨嚴重[4]，在全世界每年造成約160億美元的損失[5]。隨著我國水稻耕作制度和品種布局的改變，水稻線蟲病害將進一步加重，水稻主要的寄生線蟲種類包括南方根結線蟲（Meloidogyne incognita Chitwood）、水稻潛根線蟲（Hirschmanniella oryzae Luc and Goodey）、水稻莖線蟲（Ditylenchus augustus Seshadri and Dasgupta）、旱稻孢囊線蟲（Heterodera elachista Ohshima）、水稻干尖線蟲（Aphelenchoides besseyi Christie）和菊花滑刃線蟲（Aphelenchoides.ritzemabosi Schwartz）等[6]。其中，水稻干尖線蟲又稱貝西滑刃線蟲（Aphelenchoides besseyi Christie） ，是寄生和危害植物地上部的一種葉芽線蟲（foliar nematode），可以寄生35 屬200多種植物，水稻（Oryza sativa）和草莓（Fragaria ananasa）是水稻干尖線蟲的重要寄主[7]。該線蟲幾乎在世界上所有水稻產區都有發生，可造成水稻產量損失10%～71%[8-9]。該線蟲最早于1915 年在日本九州發現，于20 世紀40 年代由日本傳入中國，曾被列為中國對內檢疫對象，后因采取嚴格檢疫和種子處理措施，該線蟲在20 世紀80 年代基本得到控制[10]。但近年來，該線蟲的發生范圍和危害程度又開始加大，目前，國內主要分布在安徽、 江蘇、福建、浙江等 24 個?。ㄊ校11]。本文就淮安地區發生的水稻干尖線蟲為研究對象，對發生干尖線蟲的田塊的水稻表型及線蟲分布特征進行分析，以期為為農業工作者重新認識、評估該病害危害及綜合防治提供技術參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

從淮安地區種植常規水稻區域發生干尖線蟲的田塊收集水稻植株并開展表型特征分析。表型特征采集時間為抽穗期至收獲期。

1.2 不同處理組分類

陰性對照組：每穴水稻無發病典型特征，室內檢測該穴稻株、稻穗、葉片等均無線蟲攜帶則判定為陰性;假陰性對照組：若檢測的水稻穴中，無典型發病癥狀，但檢測該穴稻株、稻穗或葉片等有線蟲攜帶，則判定為假陰性（無癥狀攜帶者）;陽性對照組：觀察的水稻穴有典型發病特征，檢測該穴稻株、稻穗或葉片等有線蟲攜帶，則判定為陽性組。

1.3 表型特征采集指標

抽穗期在田中觀察并拍攝有典型癥狀的發病穴、發病株和無病區并做好標記;收獲期在發病田塊隨機選取無典型癥狀的水稻穴和有典型癥狀的水稻穴，每點水稻取樣3穴，在實驗室選取有代表性的1穴為1個重復，每個處理組共設3次重復。將處理組稻穴在室內分別測量該穴所有稻株株高、穗頭長度、穗頭稻粒數、結實數和千粒重等表型特征指標數據進行分析。

1.4 線蟲檢測分離方法

將被檢測的水稻穴從高到低選取5株稻株，分別將每株稻穗、稻葉和莖稈剝離剪碎后浸泡在盆中置于25 ℃溫箱中浸泡24? h后將浸泡液通過 100 目（直徑為 0.150 mm）和 500 目（直徑為0.025? mm）的組合篩，用自來水反復沖洗后，用洗瓶沖洗收集 500 目篩上的線蟲至小燒杯中。之后將收集的線蟲鏡檢鑒定并統計線蟲量。以上各處理重復3次。

1.5 線蟲形態識別與鑒定

體視顯微鏡下挑取稻穗中分離的線蟲置于玻片上的無菌水中，將線蟲熱殺死后，再挑至4%的 FG 固定液（福爾馬林∶甘油∶蒸餾水體積比為 10∶1∶89 ）中固定，采用甘油乙醇脫水法脫水并制作永久玻片標本[12]。使用配有軟件 NIS-Elements AR 的尼康光學顯微鏡（Nikon Eclipse Ti-S）對制作的玻片進行形態學觀察、數據測量和拍照。形態測量值的計算采用 De Man 公式，查閱有關文獻資料核對測量數據，確定其種類。

1.6 數據處理

采用Excel 2019和DPS 7.05軟件進行數據統計和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 淮安地區水稻干尖線蟲形態學鑒定

淮安地區水稻干尖線蟲形態學測定指標見圖1，雌蟲蟲體熱殺死后直或略彎（圖1-A），側線4 條，口針長10～13 μm，口針基部膨大：排泄孔位于神經環前緣附近（圖1-B）：陰門橫裂，陰門唇略突起，卵巢較短、卵母細胞2～4行排列，受精囊長卵圓形，后陰子宮囊較細、長度是肛門處體寬的2.5～3.5 倍，不超過肛陰距的1/3; 尾呈圓錐形，尾端有1個尾突，同時尾突上有3～4 個小的尖突（圖1-C，1-D）。雄蟲口針和食道特征似雌蟲（圖1-E）; 交合刺玫瑰刺形，但無基頂，基喙中等發達;尾呈圓錐形，尾端有1 個尾突，尾突上有2～4 個小尖突（圖1-F），淮安地區水稻干尖線蟲與夏艷輝等[13]報道的的水稻干尖線蟲形態特征基本一致。

2.2 水稻感染干尖線蟲病后表型癥狀

水稻干尖線蟲病是典型的種傳病害，病原線蟲潛伏在谷粒的穎殼和米粒間越冬[14]，播種后線蟲從秧苗芽鞘和鞘縫侵入到生長點附近，伴隨水稻的生長進行危害。水稻感染干尖線蟲病后表型癥狀如圖2所示，本次試驗調研的水稻受害癥狀典型，如水稻葉尖枯死，病葉與健葉交界處呈現較為明顯的失水狀，病部捻曲、歪攏，呈“干尖”狀; 稻穗受害后呈現的不同大小的穗頭形狀，受害稻株劍葉短小，灌漿不充分，穗頭變小，田間表現為穗頭“抬頭”狀，不像灌漿充實的穗頭，成熟期會“彎腰低頭”，同時發病稻粒上的護穎和籽粒扭曲，秕谷增加，千粒重降低[7]，發病重的田塊會嚴重影響稻田產量及稻谷品質。

2.3 水稻感染干尖線蟲病后植株表型數據分析

水稻感染干尖線蟲病后植株表型數據如表1所示，水稻陰性組與假陰性組的各項表型數據間差異不大，株高在90.83～90.92 cm之間，穗頭長度在16.42～16.46 cm;穗頭稻粒數在171.88～172.79 粒;穗頭結實數在156.04～157.67 粒;千粒重在28.88～29.96 g。陽性組與陰性組減損情況比較顯示（圖3），陽性組株高降幅為11.54%、穗頭長度降幅為20.43%、穗頭粒數降幅為44.13%、結實數降幅為48.41%，千粒重降幅為10.38%，陽性組稻穴發病率為47.63%。差異顯著性分析顯示，陽性組與陰性組、假陰性組相比，僅在千粒重上差異顯著，其它如株高、穗頭長度、結實數等表型數據差異不顯著。

2.4 干尖線蟲病發生田各處理組水稻單株不同部位線蟲載量

干尖線蟲病發生田各處理組水稻單株不同部位（圖4）和線蟲載量（圖5）顯示，在陰性組、假陰性組和陽性組檢測中發現，被線蟲侵染的水稻中稻穗和葉片是線蟲主要隱匿部位，穗頭線蟲載量最高，陽性對照組中穗部線蟲載量達26.20 條·穗-1，莖稈中線蟲載量低，僅為0.73 條·株-1;該結果與裴艷艷等[10]報道的線蟲多數集中在穗中，葉鞘中也有少量線蟲，葉片中幾乎沒有線蟲的結果基本一致。另外，陽性組葉片（含葉鞘）部位線蟲載量與假陰性組對比在P<0.05水平上差異顯著，而在穗頭和莖稈部位線蟲載量差異不顯著。

3 結論與討論

攜帶水稻干尖線蟲的稻粒播種后，線蟲從秧苗芽鞘和鞘縫侵入到生長點附近，伴隨水稻的生長進行為害。水稻受害的典型癥狀是葉尖枯死，病部捻曲、歪攏，呈“干尖”狀;病穗短，小穗數減少，護穎和籽粒扭曲，秕谷增加，千粒重降低[7]。本項目通過水稻干尖線蟲病害典型癥狀識別法與鏡檢線蟲法分析檢測了不同處理和對照組植株表型特征及水稻干尖線蟲分布情況，試驗發現通過典型癥狀識別法未能完全識別水稻干尖線蟲侵染水稻及攜帶情況，即水稻干尖線蟲侵染水稻后，水稻稻株癥狀會出現假陰性或陽性情況。假陰性對照組（無癥狀病原線蟲攜帶株）與陰性對照組中水稻各項表型特征數據相比，各指標間差異不顯著，這可能與線蟲載量或水稻自身抗病能力強弱有關，本研究與前人有關報道較為一致，即被感染的水稻并不表現出典型癥狀。如Ichinohe? M 等[15]報道，水稻品種' Tsurugiba'在受到水稻干尖線蟲嚴重侵染時也不表現干尖癥狀。有的稻株不表現“干尖”癥狀，但穗部可分離到大量的線蟲[16]。謝春芹等[17]認為，水稻干尖線蟲病能否表現癥狀，以及癥狀的類型，與水稻品種、播期、秧苗素質、田間管理和線蟲數量均有關。裴艷艷等[10]對供試的8個水稻干尖線蟲群體接種 3 個水稻品種，僅有‘遼鹽 16’ 在接種 35 d 后表現出干尖癥狀，‘武育粳 3 號’和‘博優 998’ 則沒有明顯癥狀;但在 3 個水稻品種中均能分離出水稻干尖線蟲，并且生長量均受到影響，供試水稻干尖線蟲群體均侵染 3 個水稻品種，但侵染癥狀的表現在不同水稻品種間存在差異。

另外，試驗對不同處理組稻株不同部位進行線蟲載量及分布情況檢測，發現被侵染的水稻中稻穗和葉片（含葉鞘）是線蟲主要隱匿部位，穗頭線蟲載量最高。研究發現，陽性對照組與陰性對照組相比，兩組除了千粒重有顯著差異外，其它在株高、穗頭長度、穗頭粒數、結實數等指標方面差異不顯著，這應該與本次試驗取樣方法有關，即取樣通過整穴取樣后在發病穴和未發病穴中從高到低選取稻株進行指標測定，這與不同處理組間稻株各生物學指標變幅較大導致差異不顯著有關。本試驗研究了淮安地區水稻干尖線蟲田間發生、危害情況，尤其對發病田中出現的水稻陽性、陰性、假陰性表型中線蟲載量及癥狀識別作了較為系統的研究，這對于農業工作者重新認識、評估該病害危害及開展綜合防治提供技術參考。

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