植物根結(jié)線蟲生物防治研究

成 建，任俊英

（1.河北海鷹安全技術(shù)工程有限公司，河北石家莊 050000；2.唐縣羊角鄉(xiāng)林業(yè)站，河北唐縣 072350）

植物根結(jié)線蟲生物防治研究

成 建1，任俊英2

（1.河北海鷹安全技術(shù)工程有限公司，河北石家莊 050000；2.唐縣羊角鄉(xiāng)林業(yè)站，河北唐縣 072350）

植物根結(jié)線蟲生物防治是利用天敵將其控制在最低危害程度，從生態(tài)角度尋求新的方法，利用真菌，細(xì)菌，病毒，立克氏體、放線菌捕食根線蟲。利用兩種方法進(jìn)行控制，同時探討影響根線蟲生物防治的影響因素。

根線蟲；生物防治；研究概況

根結(jié)線蟲（Meloidogyne）在全世界廣泛分布，寄主范圍廣泛，植物受害嚴(yán)重，病害發(fā)生后，一般減產(chǎn)10%左右，嚴(yán)重的高達(dá)75%以上。同時它能使真菌和細(xì)菌易于侵染植物，是誘發(fā)植物病害的重要原因之一[1]。對于根結(jié)線蟲的防治，歷來以化學(xué)藥劑為主，化學(xué)殺線劑對環(huán)境污染嚴(yán)重，使用過程中對人、畜也不安全，隨著科學(xué)的發(fā)展，人們除繼續(xù)探索一些高效、低毒、低殘留、高選擇性的殺線劑外，還應(yīng)從生態(tài)角度尋求新的方法，而生物防治是其中之一。

根結(jié)線蟲的天敵，主要有真菌、細(xì)菌、病毒、立克氏體、放線菌、捕食性線蟲、渦蟲和原生動物等。

1 天敵真菌

1.1 捕食真菌

捕食真菌通過捕食器官來捕食線蟲。

1.2 內(nèi)寄生真菌

內(nèi)寄生真菌能以粘性或非粘性孢子附著于線蟲體表，或通過線蟲的口腔、肛門或陰門侵入線蟲體，引起線蟲致病或殺死線蟲。

2 天敵細(xì)菌

根結(jié)線蟲天敵細(xì)菌目前報道的主要是巴氏桿菌屬（Pasteuria） 的 3 個種，Pasteuriapenetrans、P.thornei和Pasteuriasp.，以及根際細(xì)菌兩類。

2.1 穿刺巴氏桿菌

早在1888年，Metchnikoff就發(fā)現(xiàn)并描述了水虱（Daphnia magnaStraus）的一種寄生細(xì)菌，定名為Pasteuria ramosa。Cobb和Thorne先后在線蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了與Pasteuriasp.相似的寄生生物，但當(dāng)時認(rèn)為是原生動物。直到對這種線蟲寄生物作了電鏡觀察之后才確認(rèn)是細(xì)菌，并由Mankau命名為穿刺芽孢桿菌（Bacilluspenetrans）。Sayre和 Wergin發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲寄生細(xì)菌的超微結(jié)構(gòu)與P.ramosa的相似，而且又重新發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌也能夠侵染水虱，最終由Sayre和Starr（1989）定名為穿刺巴氏桿菌［Pasteuriapenetrans（Thorne）Sayre&Starr］[2]。20 世紀(jì) 70年代以來，有關(guān)Pasteuriaspp.的研究逐漸增多，但研究重點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到對能夠侵染植物寄生線蟲的種類上來。愈來愈多的研究證實(shí)，Pasteuriaspp.的分布非常廣泛，迄今已在世界上五大洲的51個國家及太平洋、大西洋、印度洋的各類島嶼上從96個屬196種土壤線蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了Pasteuria或其類似物。其中能侵染植物根結(jié)線蟲的穿刺巴氏桿菌是研究較多的一種。而P.thornei專性寄生于Pratylenchus brachyurus，沒有深入研究。Pasteuriasp.是從禾谷胞囊線蟲（Heleroclera avenae）上發(fā)現(xiàn)的，由于其寄主范圍和生活史與上述兩種細(xì)菌顯著不同，因而Davies懷疑是一新種，由于只寄生2齡幼蟲，難以獲得大量細(xì)菌，導(dǎo)致其應(yīng)用前景不大，因?qū)ζ涮匦晕从猩钊胙芯慷粫r未定種名。近20年來，國外對應(yīng)用穿刺巴氏桿菌防治植物根結(jié)線蟲進(jìn)行了大量的研究，并取得了重要進(jìn)展，認(rèn)為穿刺巴氏桿菌是用于植物根結(jié)線蟲病生物防治的一種有希望的研究對象[3]。

2.2 根際細(xì)菌

根際細(xì)菌（rhizobacteria）是指從根際分離所得，依據(jù)其對植物的反應(yīng)將其分為有益、有害和中性3類。有益根際細(xì)菌指與根有密切關(guān)系并強(qiáng)定殖于根系，能促進(jìn)植物生長的根際細(xì)菌。1988年Sikora在研究根際細(xì)菌對植物寄生線蟲的作用時發(fā)現(xiàn)，有些根際細(xì)菌并不引起作物產(chǎn)量增加，因此，他提出用PHPR（Plant health-promoting rhizobacteria） 代替PGPR來定義那些對植物寄生線蟲有抑制作用的根際細(xì)菌?，F(xiàn)在人們研究的根際細(xì)菌多指在生防中具有拮抗作用或促生作用的有益根際細(xì)菌。

3 生物防治的實(shí)施

一是自然控制。二是引入控制。

3.1 自然控制

自然控制是指通過土壤中本身存在的拮抗生物來控制線蟲數(shù)量。根結(jié)線蟲的自然控制在一些地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)。Ferris等（1976）在加尼福尼亞發(fā)現(xiàn)一個受根結(jié)線蟲嚴(yán)重侵染的桃園中，一些年后根結(jié)線蟲種群密度自然降低了[4]。隨后對這一現(xiàn)象進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了侵染根結(jié)線蟲卵的寄生真菌Dactylella oviparasitca（Stirling 和 Mankau，1978）。 Stirling（1979）全年取樣發(fā)現(xiàn)D.oviparasitica侵染卵百分率為20%～60%，Stirling（1979）認(rèn)為實(shí)際寄生率遠(yuǎn)高于此，原因是許多寄生卵在計算前已經(jīng)消失；把D.oviparasitica加入滅菌土能減少桃樹根結(jié)和降低土壤中線蟲數(shù)量[5-6]。Mckenry 和 Kretsch（1987）提出設(shè)想：桃園根結(jié)線蟲種群數(shù)量降低是由于樹齡增大，導(dǎo)致抗性增加[7]。

3.2 引入控制

引入控制是指將天敵生物制成生防劑施入土中，直接防治線蟲。由于土壤抑制作用等因素，使引入生防制劑的防效極不穩(wěn)定。目前正在進(jìn)一步研究中。

4 影響根結(jié)線蟲生物防治的一些重要因素

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人類對生存環(huán)境的刻意追求，農(nóng)業(yè)資源的持續(xù)利用、保護(hù)與再生、野生生物的物種多樣性以及環(huán)境保護(hù)等方面的研究形成現(xiàn)代生物科學(xué)發(fā)展的新趨勢，現(xiàn)代生物防治的理論、方法和技術(shù)也不可避免地面臨新的問題。

4.1 抑制線蟲土壤的特性

抑制線蟲土壤是指由于土壤中各因子抑制線蟲增長，使線蟲種群處在低密度。線蟲分布的變化以前往往歸結(jié)于物理因子或栽培歷史的影響，但不可否認(rèn)有些地方線蟲的抑制是由于生物因子而造成的，如果對生物的自然發(fā)生系統(tǒng)進(jìn)一步很好地了解，才能使這個系統(tǒng)發(fā)展更快。研究應(yīng)集中在對線蟲拮抗的微生物或增強(qiáng)自然控制的效力，使其擴(kuò)展到其它地區(qū)。

4.2 致病多樣性

一些線蟲的拮抗物存在著多樣性問題，這個問題應(yīng)當(dāng)值得注意。選擇有毒力的線蟲天敵是生物防治的第一步，還應(yīng)加強(qiáng)對生物化學(xué)或基因性質(zhì)等因子與毒力關(guān)系的研究，以便進(jìn)一步了解天敵生物毒力分化的機(jī)制。同時，應(yīng)加強(qiáng)其它特性的研究，如寄主?；浴⒏H定殖能力、腐生競爭能力以及在無寄主和極限環(huán)境下生存能力的研究，這樣才能對篩選出來的拮抗物是否能用于生物防治有全面的了解。

4.3 流行學(xué)的研究

當(dāng)評價寄生物的生物防治效果以及增強(qiáng)對線蟲種群致病力時必須要考慮天敵的流行學(xué)。目前對這些方面缺少資料。加強(qiáng)對線蟲種群動態(tài)及天敵動態(tài)模型的研究是生物防治研究必須加強(qiáng)的領(lǐng)域。

5 展望

線蟲的生物防治在線蟲的綜合治理中起著極為重要的作用，目前的研究展現(xiàn)出可喜的應(yīng)用前景，但離大規(guī)模應(yīng)用還有距離，還有許多基礎(chǔ)研究工作急需加強(qiáng)，應(yīng)開展對一些新的領(lǐng)域的研究，如遺傳工程及生物技術(shù)應(yīng)用于線蟲的生防方面?，F(xiàn)在已有將Bacillus thuringiensis的一個毒素基因轉(zhuǎn)到根際細(xì)菌Pseudomonas fluroscenes產(chǎn)生毒素蛋白的報道[8]。盡管還沒有將線蟲天敵微生物的基因應(yīng)用到線蟲生防上，但這種可能性是存在的，如將幾丁質(zhì)酶基因轉(zhuǎn)移到天敵微生物上，將有助于增強(qiáng)分解卵殼的能力。分子生物學(xué)和生物技術(shù)將對生物防治有很大的影響，可以對天敵微生物進(jìn)行檢測、鑒定和計數(shù)。許多線蟲天敵微生物在形態(tài)學(xué)、培養(yǎng)特性及致病力方面存在著很大變化，很難區(qū)別有無毒力菌株。用免疫技術(shù)如單克隆抗體和酶聯(lián)免疫技術(shù)可以用來區(qū)別專化性微生物的血清類型。限制性片斷長度多態(tài)性可以用來研究微生物的基因變化，以此來進(jìn)行分類。用DNA探針可以檢測和計數(shù)土壤中穩(wěn)定的微生物（Trevors和van Elsas，1989）[9];用分子生物學(xué)技術(shù)可解決一些目前面臨的問題。無疑，根結(jié)線蟲的生物防治仍需要廣泛深入研究，隨著研究的不斷深入，線蟲的生防必將取得長足的發(fā)展和輝煌的成就。

［1］楊寶君，曾大鵬.植物根結(jié)線蟲（生物學(xué)、分類鑒定和防治）［M］.北京：科學(xué)出版社，1983.

［2］Sayre R M，Starr M P.In：Williams S T，Sharpe M E，Holt J G.Bergey s Manual of Systematic Bacteriology ［M］.Baltimore，MD： The Williams&Wilkins，1989，2601-2615.

［3］董煒博，石延茂，遲玉成，等.中國生物防治［J］.1999，15（2）：89-93.

［4］Ferris H，McKenney H M.Spatial distribution of nematodes in peach orchards ［J］.Plant Disease Reporter，1976，（60）：18-22.

［5］Stirling G R.Techniques for detecting Dactylella oviparasiticaand evaluating its significance in field soils［J］.Journal of Nematology，1979，（11）：99-100.

［6］Stirling G R.Effectoftemperature on infection of Meloidogyne incognitaeggs by Dactylella oviparasitica［J］.Nematologica，1979，（25）：104-110.

［7］Mckenry M V，Kretsch J.Peach tree and nematode responses to various soil treatments under two irrigation regimes［J］.Nematologica，1987，（33）：343-354.

［8］Perlak F J，Obukowicz M G，Watrud L S，et al.Development of genetically engineered microbial biocontrol agents［A］.Hedlin P A，Menn J J，Hollingworth R M.Biotechnology for crop protection［C］.Washington：American Chemical Society，1988.

［9］Trevors J T，Elsas J D.A review of selected methods in environmental microbial genetics ［J］.Canadian Journal of Microbiology，1989，（35）：895-902.

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