山東泰安地區(qū)小麥禾谷孢囊線蟲幼蟲孵化特性初步研究

宋曉磊， 高德良， 程 永， 苗建強(qiáng)， 劉 峰

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，山東省農(nóng)藥毒理與應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，泰安 271018）

禾谷孢囊線蟲（Heteroder a avenae）是一種主要危害燕麥、小麥、大麥和黑麥等麥類作物的植物寄生線蟲。1908年英國(guó)首次在小麥上發(fā)現(xiàn)，在世界上的32個(gè)國(guó)家已有報(bào)道。我國(guó)于1987年在湖北省天門縣發(fā)現(xiàn)此病，1989年鑒定為小麥禾谷孢囊線蟲（H．a(chǎn)venae Woll）［1－2］。目前，在河北、河南、山西、北京、山東、內(nèi)蒙古、青海、湖北、安徽等小麥主產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，并呈逐年上升趨勢(shì)，給我國(guó)小麥生產(chǎn)帶來巨大損失，威脅我國(guó)糧食安全［3］。

小麥禾谷孢囊線蟲的孵化是其生活史中的重要階段，其孵化期及孵化量直接影響著線蟲田間群體密度及病害發(fā)生程度。不同地域氣候條件及線蟲群體生態(tài)型不同，孵化的條件存在明顯差異。王明祖等研究認(rèn)為：湖北的群體在旬平均9～12℃孵出的幼蟲總數(shù)最多，在（15±1）℃恒溫下，孢囊孵出的幼蟲顯著多于其他處理［1］。但國(guó)外報(bào)道，法國(guó)的Fr1小種和西班牙群體孵化的最適溫度為5～10℃，溫度超過10℃均抑制孵化［4－5］。高溫滯育為禾谷孢囊線蟲的重要生物學(xué)特點(diǎn)，即在夏季高溫條件下此線蟲不能孵化出能夠侵染植物的2齡幼蟲，但打破滯育所需條件因地而異。許多研究認(rèn)為適度低溫處理可以打破滯育，且降低處理溫度并不能縮短孵化所需時(shí)間，但在低溫及預(yù)處理期長(zhǎng)短上存在明顯差異［6－7］。張東升等報(bào)道，低溫處理后一定程度的溫度升高（15～25℃）可使2齡幼蟲在短期內(nèi)大量孵出，形成孵化高峰期，但之后基本不再孵化。鄭經(jīng)武等報(bào)道山西太谷小麥禾谷孢囊線蟲群體必須經(jīng)5℃低溫預(yù)處理后才可孵化且干燥條件不利于孢囊孵化［8－9］。

本文報(bào)道了預(yù)處理?xiàng)l件、孵化溫度、低溫預(yù)處理時(shí)間以及田間采樣時(shí)期對(duì)山東泰安地區(qū)的小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響，確定了孢囊孵化的最佳條件，為室內(nèi)大量獲得小麥禾谷孢囊線蟲幼蟲進(jìn)行相關(guān)的研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1．1 材料

2010年6月于山東省泰安市肥城市湖屯鎮(zhèn)小麥田采集病土樣本，通過蔗糖液離心法分離樣品中孢囊［10］，在體視顯微鏡下選擇當(dāng)年新形成的大小相當(dāng)、飽滿程度相近的孢囊，作為供試對(duì)象。

1．2 方法

將采集的土樣按試驗(yàn)要求進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)處理，然后分離其中孢囊，將孢囊分為12組（每組3重復(fù)，每重復(fù)含10個(gè)孢囊），置于自制孵化篩中，連孵化篩一同放入直徑6 c m的滅菌培養(yǎng)皿中，加蓋后在特定條件下孵化。每2 d將表面皿內(nèi)孵出的幼蟲移入線蟲計(jì)數(shù)皿內(nèi)，統(tǒng)計(jì)孵出的2齡幼蟲并剔除之，更換新的滅菌蒸餾水繼續(xù)孵化。

1．2．1 預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響

將從土壤中新分離出的孢囊分為兩組，一組置于盛有滅菌蒸餾水的培養(yǎng)皿內(nèi)，另一組自然風(fēng)干后置干燥培養(yǎng)皿內(nèi)，均在5℃低溫貯存4周后，以滅菌蒸餾水為保濕液，分別在15℃下孵化。

1．2．2 溫度對(duì)小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響

將土樣于5℃下預(yù)處理4周后，分離其內(nèi)孢囊，分別置于15℃和20℃下孵化。

1．2．3 低溫預(yù)處理時(shí)間對(duì)小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響

將土樣于5℃下預(yù)處理2、4、6、8周后，分離其內(nèi)孢囊，置于15℃下孵化。

1．2．4 田間采樣時(shí)期對(duì)小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響

分別于6、7、8月和9月中旬田間采集土樣，置于5℃下預(yù)處理8周后，分離其內(nèi)孢囊，置于15℃下孵化。

2 結(jié)果與分析

2．1 預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響

干燥的孢囊于5℃低溫貯存4周后，于15℃下保濕培養(yǎng)，每2 d觀察一次幼蟲孵出情況，連續(xù)觀察60 d無幼蟲孵出；而保濕的孢囊置于15℃下4 d后即有幼蟲孵出且其后連續(xù)的56 d內(nèi)均有幼蟲孵出。結(jié)果表明：干燥預(yù)處理的孢囊無幼蟲孵出，而保濕預(yù)處理的孢囊有大量幼蟲孵出。表明干燥不利于幼蟲的孵化，這與鄭經(jīng)武［9］的研究結(jié)果是一致的。

2．2 溫度對(duì)小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響

低溫5℃預(yù)處理4周后，篩得孢囊分別置于15℃和20℃下孵化，每2 d觀察一次結(jié)果，連續(xù)觀察60 d。結(jié)果表明：兩孵化溫度下第4天均有幼蟲孵出，但15℃下的孵出總量顯著高于20℃下的孵出量（p＜0．05）。孵化溫度為20℃時(shí)，孢囊在第10天就沒有大量幼蟲孵出，而15℃下幼蟲連續(xù)20 d都有較多量孵出（圖1）。孵化溫度為15℃時(shí)，單孢囊幼蟲平均孵出率極顯著高于20℃處理（p＜0．01）（圖2）。結(jié)果表明：經(jīng)過低溫預(yù)處理后的孢囊置于15℃下孵化能夠得到最多量的幼蟲。

2．3 低溫預(yù)處理時(shí)間對(duì)小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響

在5℃條件下，分別預(yù)處理2、4、6、8周后再進(jìn)行孵化，發(fā)現(xiàn)4個(gè)處理期均有幼蟲從孢囊內(nèi)孵出。預(yù)處理4周和8周的孢囊在整個(gè)孵化期間都有一次孵出高峰，即為開始孵化后的4～16 d（圖3）。預(yù)處理2周和6周兩組單孢囊幼蟲平均孵出率顯著少于其他兩組處理，其中預(yù)處理8周的孵出率最高，達(dá)到70%以上（圖4）。表明5℃下預(yù)處理8周后再置于15℃下孵化可以得到大量的幼蟲；預(yù)處理4周雖然也有一個(gè)小的孵出高峰但是孵出量較少。

2．4 采樣時(shí)期對(duì)小麥禾谷孢囊線蟲孵化的影響

4個(gè)月份采集的孢囊在5℃低溫下預(yù)處理8周后都有幼蟲孵出，且幼蟲孵出時(shí)間相對(duì)集中。以8月采集孢囊的孵化高峰期持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，幼蟲孵出量最多；6月采集的孢囊高峰期幼蟲孵出量雖然也較多但孵出高峰持續(xù)時(shí)間短，幼蟲總孵出量較8月的少（圖5）。6月和8月采集的孢囊幼蟲孵出率顯著高于7月和9月采集孢囊的幼蟲孵出率，其中以8月采集的孢囊孵出率最高，為最佳的田間采樣期（圖6）。

3 結(jié)論與討論

國(guó)外報(bào)道早期形成的白色、黃色和淺褐色的孢囊置于適宜的溫度下可孵出幼蟲，而在作物收獲期形成的深褐色孢囊則在任何條件下都不孵化［11］。本研究采自山東泰安地區(qū)的小麥禾谷孢囊線蟲新形成的孢囊必須經(jīng)過一段時(shí)間的低溫（5℃左右）浸水預(yù)處理方可孵出幼蟲，最佳的孵化溫度為15℃；預(yù)處理8周后置于15℃下能夠使幼蟲最大量孵出，幼蟲孵出率可達(dá)70%以上；8月為最佳的田間采樣期，能夠得到最大量的幼蟲。

劉維志報(bào)道2齡幼蟲可在秋季和初冬麥類播種后萌芽生根時(shí)侵入根系，越冬，但不能繼續(xù)發(fā)育，次年春季繼續(xù)發(fā)育［12］。彭德良等的研究也表明在華北麥區(qū)，冬小麥播種出苗后，僅有少量2齡幼蟲侵入，翌年春天小麥返青后的低溫可造成短時(shí)間內(nèi)大量侵入［13］。在本研究中發(fā)現(xiàn)孢囊低溫預(yù)處理4周后有一個(gè)較小孵化高峰，與華北地區(qū)冬小麥播種后到越冬前低溫的時(shí)間段相符，所以冬前存在侵染是可能的，不過雖然調(diào)查到冬前有侵染，但并沒有發(fā)現(xiàn)冬前有孢囊形成，因此，山東泰安地區(qū)的小麥孢囊線蟲應(yīng)為一年一代。

作者觀察到在室內(nèi)孵化出的幼蟲存活時(shí)間較短，室溫下放置能夠存活4 d左右，即使置于5℃下存活期也僅為7 d左右，其在田間的存活期、侵染機(jī)制以及致死或侵染干擾因素等有待于進(jìn)一步研究。

［1］ 王明祖，顏家坤．小麥孢囊線蟲病的研究Ⅱ．病原燕麥孢囊線蟲的孵化［J］．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，12（6）：561－565．

［2］ 陳品三，彭德良，文學(xué)．小麥禾谷孢囊線蟲?。跩］．植物保護(hù)，1992，18（6）：37－38．

［3］ 高軍，王朝華，張書敏．小麥禾谷孢囊線蟲病研究進(jìn)展［J］．中國(guó)植保導(dǎo)刊，2007，27（5）：10－13．

［4］ Rivoal R．Biology of Heteroder a avenae Woll in France：Ⅲ E－vol ution of diapause of Fr1 and Fr4 races in long－ter m experiments：influence of temperat ure［J］．Revue Nematol，1983，6（2）：157－164．

［5］ Valdeolivas A，Ro mero M D，Muniz M．Effectof temperat ure on juveniles e mergence of Spanish populations of Heteroder a avenae［J］．Ne matologia Mediterranea，1991，19（1）：37－40．

［6］ Clar ke A J，Perry R N．Hatching of cyst nematodes［J］．Ne matologica，1977，23（3）：350－368．

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［8］ 張東升，彭德良，齊淑華．華北平原北部禾谷胞囊線蟲的孵化特點(diǎn)［J］．植物病理學(xué)報(bào)，1996，26（2）：158．

［9］ 鄭經(jīng)武，程瑚瑞，方中達(dá)．燕麥孢囊線蟲（Heter oder a avenae Woll．）孵化特性研究［J］．浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，23（6）：667－671．

［10］鄭經(jīng)武，程瑚瑞，方中達(dá)．土壤中線蟲孢囊三種分離方法及綜合評(píng)價(jià)［J］．植物保護(hù)，1995，21（1）：14－15．

［11］Rajan，Swar up G．Dor mancy in cereal cyst nematode，Heter oder a avenae［J］．Indian Jour nal of Nematology，1988，18（2）：118－120．

［12］劉維志．植物線蟲志［M］．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000：299－301．

［13］張東升，彭德良，齊淑華，等．禾谷孢囊線蟲在冬小麥上的繁殖特點(diǎn)及對(duì)其生育的影響［J］．植物保護(hù)，1994，20（3）：4－6．