黃淮大豆主產(chǎn)區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種分布調(diào)查

練 云王金社李海朝魏 荷李金英武永康雷晨芳

張 輝1王樹峰1郭建秋2李月霞2李志輝3靳巧玲3徐淑霞4

張志民4楊彩云5于會(huì)勇5耿 臻6舒文濤6盧為國(guó)1，*

1河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所 / 國(guó)家大豆改良中心鄭州分中心 / 農(nóng)業(yè)部黃淮海油料作物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 河南鄭州 450002；2洛陽(yáng)農(nóng)林科學(xué)院， 河南洛陽(yáng) 471023；3漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南漯河 462300；4安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南安陽(yáng) 455000；5濮陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南濮陽(yáng) 457000；6周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南周口 466001

黃淮大豆主產(chǎn)區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種分布調(diào)查

練 云1，**王金社1，**李海朝1魏 荷1李金英1武永康1雷晨芳1

張 輝1王樹峰1郭建秋2李月霞2李志輝3靳巧玲3徐淑霞4

張志民4楊彩云5于會(huì)勇5耿 臻6舒文濤6盧為國(guó)1，*

1河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所 / 國(guó)家大豆改良中心鄭州分中心 / 農(nóng)業(yè)部黃淮海油料作物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 河南鄭州 450002；2洛陽(yáng)農(nóng)林科學(xué)院， 河南洛陽(yáng) 471023；3漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南漯河 462300；4安陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南安陽(yáng) 455000；5濮陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南濮陽(yáng) 457000；6周口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 河南周口 466001

大豆胞囊線蟲病（SCN）在黃淮地區(qū)普遍發(fā)生， 調(diào)查病原小種分布情況， 確定優(yōu)勢(shì)小種對(duì)抗病育種有重要意義。2012—2015年， 取樣調(diào)查黃淮地區(qū)6個(gè)省份土樣， 利用Riggs模式鑒定生理小種， 繪制黃淮地區(qū)SCN生理小種分布圖， 并與文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果對(duì)比， 探討黃淮地區(qū) SCN生理小種類型及其分布規(guī)律。結(jié)果表明， 該病害在黃淮大豆主產(chǎn)區(qū)均有分布， 在采集受SCN感染的322份土樣中， 112份被鑒定出生理小種類型， 包括1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)和11號(hào)小種。其中， 57份為2號(hào)小種， 占樣本總體的50.9%； 26份土樣為5號(hào)小種， 占23.2%； 11份土樣為4號(hào)小種， 占9.8%， 1號(hào)、3號(hào)、6號(hào)和11號(hào)小種分別占總體的4.5%、5.4%、4.5%和1.8%。依據(jù)不同生理小種在各省發(fā)生頻率由高到低的順序， 河南分布5號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、11號(hào)小種； 河北分布2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、3號(hào)、4號(hào)小種； 安徽分布2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、3號(hào)小種； 山西分布2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、1號(hào)、3號(hào)、11號(hào)小種； 山東分布2號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、1號(hào)、6號(hào)小種； 江蘇分布2號(hào)、5號(hào)、1號(hào)小種。以上結(jié)果表明， 2號(hào)小種是目前黃淮地區(qū)的優(yōu)勢(shì)小種， 其次是5號(hào)小種， 致病力最強(qiáng)的4號(hào)小種主要分布在山西省。在黃淮地區(qū)， 抗線蟲育種目標(biāo)應(yīng)以抗2號(hào)生理小種為主， 兼抗5號(hào)小種， 部分地區(qū)應(yīng)以兼抗2號(hào)和4號(hào)小種為主。在黃淮地區(qū)3號(hào)、6號(hào)和11號(hào)小種是新發(fā)現(xiàn)的小種。與2001—2003年調(diào)查結(jié)果比較， 黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種組成及分布有一定的改變。

大豆； 大豆胞囊線蟲； 黃淮地區(qū)； 生理小種

大豆胞囊線蟲?。╯oybean cyst nematode， SCN）是一種世界性的大豆病害， 給大豆生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失［1-2］， 培育抗病品種是抵御 SCN最經(jīng)濟(jì)有效的辦法。調(diào)查大豆主產(chǎn)區(qū)生理小種類型及分布情況， 明確育種目標(biāo)， 是培育抗病品種的先決條件。

Niblack等［3］于1998—1999年， 在美國(guó)密蘇里州采取392份土壤樣品， 在183份土樣的鑒定中， 3號(hào)生理小種是優(yōu)勢(shì)小種， 其次是 1號(hào)、2號(hào)生理小種，這 3個(gè)小種占所鑒定出生理小種樣本總體的 86%；Willson等［4］于 1992—1995年在美國(guó)俄亥俄州調(diào)查667塊大豆田發(fā)現(xiàn)， 91塊大豆田受到大豆胞囊線蟲感染， 在其鑒定的 33份樣品中發(fā)現(xiàn) 8個(gè)生理小種，優(yōu)勢(shì)小種是3號(hào)小種， 其次是1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、10號(hào)和14號(hào)小種； 2005年， Mitchum等［5］在密蘇里州 8個(gè)生態(tài)區(qū)125個(gè)田塊采集土樣， 檢測(cè)到 49%的樣品受到大豆胞囊線蟲感染， 他們依據(jù)HG模式， 確定了其中 45個(gè)樣品的生理小種類型。上述研究均是在同一地區(qū)采集大量樣本（超過(guò)100個(gè)）來(lái)詳細(xì)描述小種的分布規(guī)律。

黃淮海流域包括黃河中下游地區(qū)、海河流域和淮河以北地區(qū)， 是中國(guó)大豆的主產(chǎn)區(qū)， 在我國(guó)大豆生產(chǎn)中占有重要地位［6-7］。何艷琴等［6］和盧為國(guó)等［8］研究表明， 大豆胞囊線蟲在河南、河北、北京、安徽、山西和山東均有分布。通過(guò)局部取樣調(diào)查發(fā)現(xiàn)，黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種分布比較復(fù)雜， 存在多個(gè)生理小種， 包括張磊等［9］在安徽蒙城鑒定的5號(hào)小種， 在安徽碭山、濉溪、亳州鑒定的4號(hào)小種；陳品三等［10］在山東半島西部的膠縣、濰坊、高密、昌邑以及河南的開封、滑縣、溫縣等地鑒定的 7號(hào)小種； 劉漢起等［11］于1983年在山東墾利、山西太谷和安徽碭山鑒定的4號(hào)小種； 李衛(wèi)東等［12］、邢邯等［13］分別在在河南省鑒定的1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)小種和山東省鑒定的1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)小種等； 李瑩等［14］在太原鑒定的 4號(hào)小種； 王衍桐等［15］在北京發(fā)現(xiàn)的14號(hào)小種和盧為國(guó)等［8］在河南發(fā)現(xiàn)的9號(hào)小種。綜上， 已鑒定的包括1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、7號(hào)、9號(hào)、14號(hào)小種。上述研究多基于對(duì)個(gè)別省份或個(gè)別地點(diǎn)土樣的鑒定， 缺乏系統(tǒng)調(diào)查分析， 僅盧為國(guó)等［8］于2001—2003年對(duì)黃淮地區(qū)的32個(gè)土樣進(jìn)行了生理小種鑒定， 并結(jié)合前人研究， 繪制了一張黃淮大豆胞囊線蟲生理小種分布圖。

與國(guó)外有關(guān)研究相比， 國(guó)內(nèi)在大豆胞囊線蟲生理小種分布調(diào)查研究方面， 取樣點(diǎn)較為稀疏， 難以反映局部地區(qū)存在的不同大豆胞囊線蟲生理小種交叉分布的現(xiàn)象［8］。因此， 較為密集的采樣調(diào)查才能充分反映該地區(qū)大豆胞囊線蟲小種分布規(guī)律； 其次，對(duì)黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種的調(diào)查研究［8］已過(guò)去了十年之久， 在此期間， 該地區(qū)種植業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化， 玉米、花生等同季作物的輪作， 是否對(duì)土壤中大豆胞囊線蟲群體結(jié)構(gòu)有影響是本研究關(guān)注的另一問(wèn)題。

本研究擬在前人及本課題組前期調(diào)查的基礎(chǔ)上，在黃淮海各省大豆種植區(qū)域密集采取土樣， 調(diào)查該地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種分布規(guī)律與地域分布動(dòng)態(tài)， 明確優(yōu)勢(shì)小種， 為SCN抗性育種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

Riggs模式鑒別寄主［16］（Lee、Peking、Pickett、PI88788和 PI90763）由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所大豆課題組保存， 2012年提純， 2013年在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技試驗(yàn)示范基地?cái)U(kuò)繁，同年10月收獲的成熟籽粒用于本試驗(yàn)。2012—2013年于大豆生長(zhǎng)期， 在河南、河北、安徽北部、山西、山東、江蘇北部的大豆產(chǎn)區(qū)調(diào)查大豆胞囊線蟲分布情況， 在有大豆胞囊線蟲感染的地塊取土樣322份，每份土樣20～30 kg。

1.2 線蟲繁殖

將采集到的土樣根據(jù)土壤粘性不同， 按照病土和無(wú)菌細(xì)沙以 3.0∶0.5～1.0的比例均勻混合制備成試驗(yàn)病土， 將子葉出土期（萌發(fā)約3～5 d）的Lee幼苗移栽至病土中， 每杯 1株（杯子規(guī)格為 6 cm ×12 cm）。于每年5月中旬至9月中下旬， 在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技試驗(yàn)示范基地大豆胞囊線蟲培養(yǎng)專用塑料大棚里進(jìn)行試驗(yàn)。培養(yǎng)條件［17］為自然溫度； 每天澆水 2次， 澆水前/后土壤含水量 4%～7%/ 15%～18%； 自然濕度。約25 d后， 將大豆植株從病土中倒出， 采用淘洗-過(guò)篩法從根系中分離胞囊，用研缽輕輕研磨， 把胞囊破碎， 以看不到白色胞囊為準(zhǔn)， 然后將釋放出來(lái)的卵沖洗入燒杯內(nèi)， 用清水將蟲卵懸浮備用， 取 10 μL， 在顯微鏡下計(jì)數(shù)蟲卵密度。

1.3 接種方法

將壤土和沙子以2∶1混合后在150℃烘干2 h，裝在塑料杯中， 每45杯裝在一個(gè)67 cm ×45 cm的塑料筐中。將4個(gè)鑒別寄主及Lee在蛭石中育苗， 在子葉出土期（萌發(fā) 3～5 d）， 挑選生長(zhǎng)一致的幼苗， 移栽到塑料杯中， 每杯1株， 每個(gè)鑒別寄主播種9杯。待長(zhǎng)出新根（移栽3～5 d）后， 接種制備好的蟲卵懸浮液， 約每杯4000個(gè)卵。接種后25 d左右、胞囊處于顯囊盛期時(shí)， 輕輕擠壓塑料杯， 待杯子中的土松動(dòng)之后， 將植株拔出， 計(jì)數(shù)根部胞囊數(shù)目。

1.4 胞囊計(jì)數(shù)

利用淘洗-過(guò)篩法從根系中分離胞囊， 使其均勻分散到一塊黑布上， 用普通數(shù)碼相機(jī)照相， 拍攝從每顆植株上沖洗的胞囊照片。利用本課題自主研發(fā)的 PDS軟件， 通過(guò)計(jì)算機(jī)掃描、分析， 自動(dòng)計(jì)數(shù)每張照片上的大豆胞囊數(shù)目， 具體方法見專利2014SR060158［18］， 取在各寄主上生長(zhǎng)的胞囊平均值，并根據(jù)Riggs模式判別生理小種類型。Lee上平均胞囊數(shù)目大于 60， 認(rèn)定此次試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效， 否則， 將通過(guò)再次擴(kuò)繁該土樣中的胞囊， 重復(fù)接種 1次， 如果Lee上平均胞囊數(shù)目仍然達(dá)不到要求， 舍棄該樣本。

1.5 數(shù)據(jù)分析及小種分布圖繪制

用“檢出頻率”表示該地區(qū)某種生理小種樣本數(shù)占該地區(qū)所鑒定出生理小種樣本總體的比例。本文定義為， 檢出頻率= （屬某一種生理小種的樣本數(shù)目/鑒定出生理小種類型的所有樣本數(shù)目）×100%。

將各采樣點(diǎn)鑒定出的小種類型， 利用統(tǒng)計(jì)分析軟件R的Maptools包［19］繪制生理小種分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 生理小種的總體分布情況

在河南、河北、安徽、山西、山東和江蘇省采集大豆胞囊線蟲感染的 322份土樣， 大豆胞囊線蟲分布情況見圖1。含 210份因胞囊密度小而未鑒定出生理小種類型的樣本和 112份鑒定出生理小種類型的樣本， 鑒定出的小種類型包括1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)和11號(hào)， 各小種構(gòu)成比例見表1。分析有生理小種的112份土樣表明， 2號(hào)生理小種最多， 檢出頻率為50.9%； 其次是5號(hào)和4號(hào)小種， 檢出頻率分別為23.2%、9.8%。其中， 3號(hào)、6號(hào)和11號(hào)小種是首次在黃淮地區(qū)發(fā)現(xiàn)。河北、安徽、山東發(fā)現(xiàn)的6號(hào)小種及在河南、山西發(fā)現(xiàn)的11號(hào)小種為國(guó)內(nèi)初次報(bào)道。

圖1 黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲感染地塊及生理小種分布圖Fig.1 Sampling places infected by SCN and race distribution of SCN in Huang-Huai Rivers Valley

表1 黃淮地區(qū)各個(gè)生理小種所占比例Table1 Proportion of races in Huang-Huai Rivers Valley

2.2 各生理小種在黃淮大豆主產(chǎn)區(qū)的分布情況

從圖1可以看出， 1號(hào)生理小種主要分布在山西南部、山東和江蘇北部； 2號(hào)和5號(hào)生理小種在這6個(gè)省份均有分布； 3號(hào)生理小種分布在河南、河北、安徽、山西和山東； 4號(hào)生理小種主要分布在山西和河北； 6號(hào)生理小種主要分布在河北、安徽和山東；在河南和山西發(fā)現(xiàn)有11號(hào)生理小種。

2 號(hào)生理小種在黃淮海大豆主產(chǎn)區(qū)均有分布，集中分布在河北中部、南部， 江蘇北部和安徽省北部， 是黃淮海地區(qū)的優(yōu)勢(shì)小種。

4 號(hào)生理小種集中分布在山西省中部和北部地區(qū)， 占所鑒定出4號(hào)生理小種樣本的90.9%。在黃淮海其他地區(qū)， 僅在河北省邯鄲市平鄉(xiāng)縣鑒定出有 4號(hào)生理小種。4號(hào)生理小種致病力最強(qiáng)， 抗源相對(duì)較少， 但是該小種分布集中。在山西省， 2號(hào)和4號(hào)生理小種檢出頻率分別是38.5%和38.5%。所以， 在山西省抗病育種應(yīng)該以兼抗2號(hào)和4號(hào)生理小種為主要目標(biāo)。

5 號(hào)生理小種在黃淮海各省均有分布。在河南省和安徽省分布廣泛， 在黃淮海地區(qū)， 5號(hào)生理小種分布范圍僅次于 2號(hào)生理小種， 是涉及黃淮海地區(qū)抗病育種工作的重點(diǎn)小種之一。

其他類型生理小種中， 大豆胞囊線蟲 1號(hào)生理小種主要有 3片集中分布區(qū)域， 即山西南部的運(yùn)城市、山東南部的棗莊市和江蘇省西北部的徐州市沛縣和新沂市， 檢出頻率為4.5%； 3號(hào)生理小種在河南東南部、山西北部及山東、安徽、江蘇三省交界處有分布， 檢出頻率為5.4%； 6號(hào)生理小種在河北石家莊市井陘縣、河北省保定市涿州市、安徽省毫州市渦陽(yáng)縣、安徽省阜陽(yáng)市阜南縣、山東省泰安市東平縣有分布， 檢出頻率為4.5%； 11號(hào)生理小種在河南省永城市和山西省臨汾市霍州市有零星分布， 檢出頻率為1.8%。

2.3 黃淮地區(qū)大豆主產(chǎn)省份大豆胞囊線蟲生理小種構(gòu)成及分布區(qū)域

由表2可見， 在河北、江蘇、安徽、山東、山西和河南， 2號(hào)生理小種檢出頻率分別是 68.00%、61.50%、52.40%、45.50%、38.50%和37.50%； 5號(hào)生理小種在以上所在省份的檢出頻率分別是16.00%、23.10%、33.30%、18.18%、7.70%和50.00%。這 2個(gè)小種所占比例之和， 在河南最高， 達(dá)到87.50%； 在最低的山西省， 也達(dá)到了46.20%。

表2 黃淮地區(qū)各省大豆胞囊線蟲不同生理小種構(gòu)成Table2 Proportions of SCN races in the six provinces of Huang-Huai Rivers Valley

圖2表明， 在安徽阜陽(yáng)和亳州主要分布5號(hào)生理小種， 淮北和宿州一帶主要分布有2號(hào)生理小種， 部分地區(qū)零星分布有3號(hào)和6號(hào)生理小種； 河北省主要分布有 2號(hào)生理小種， 部分地區(qū)兼有 5號(hào)生理小種，零星分布有3號(hào)、4號(hào)和6號(hào)生理小種； 河南省鄭州、洛陽(yáng)、濮陽(yáng)、安陽(yáng)一帶大豆胞囊線蟲生理小種分布較為復(fù)雜， 2號(hào)和5號(hào)生理小種交叉分布， 局部地區(qū)零星分布有3號(hào)和11號(hào)生理小種； 江蘇省淮安市、宿遷市一帶主要分布有2號(hào)生理小種， 在徐州市一帶主要分布有 5號(hào)生理小種， 部分地區(qū)兼有 1號(hào)生理小種；在山東的菏澤、濟(jì)寧、棗莊一帶主要分布有2號(hào)生理小種， 局部地區(qū)零星分布有1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)和6號(hào)小種； 山西呂梁、太原及其以北地區(qū)主要分布有4號(hào)生理小種， 兼有2號(hào)生理小種， 山西臨汾、長(zhǎng)治及其以南主要分布有2號(hào)生理小種， 局部地區(qū)零星分布有1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)和11號(hào)生理小種。

表3表明， 在2001—2003年調(diào)查研究中， 1號(hào)生理小種是優(yōu)勢(shì)小種， 其次是 4號(hào)生理小種； 在2012—2015年調(diào)查研究中， 2號(hào)生理小種是優(yōu)勢(shì)小種， 在黃淮海大豆主產(chǎn)區(qū)均有分布， 檢出頻率是50.9%， 集中分布在河北中部、南部， 江蘇北部和安徽北部。

表3 不同年份黃淮地區(qū)大豆主產(chǎn)省份優(yōu)勢(shì)小種構(gòu)成的比較Table3 Composition of predominant races in the main soybean producing area of Huang-Huai Rivers Valley in different years

圖2 黃淮地區(qū)6省份大豆胞囊線蟲生理小種構(gòu)成及主要小種分布區(qū)域Fig.2 Composition and distribution of the main SCN race in six provinces of Huang-Huai Rivers Valley

3 討論

3.1 大豆胞囊線蟲生理小種鑒別模式選擇

在對(duì)大豆胞囊線蟲生理小種類型研究過(guò)程中，前人依據(jù)致病力將SCN分為不同類型的生理小種，目前通用的鑒別方法有Riggs和Schmitt［16］于1988年建立的16個(gè)小種模式以及Niblack等［20］在2002年建立的“HG類型”， 利用7個(gè)鑒別寄主將大豆胞囊線蟲分為 128個(gè)小種。其目的均是通過(guò)鑒別寄主區(qū)分致病力不同的線蟲群體， 兩者的不同之處在于HG模式將小種劃分得更細(xì)。這兩種劃分方法各有其適宜的使用范疇， 而從抗病育種目標(biāo)出發(fā)，我們認(rèn)為小種不宜劃分過(guò)細(xì)， 加之生理小種存在區(qū)域間更替現(xiàn)象， 線蟲分布較為復(fù)雜， 劃分過(guò)細(xì)很容易給育種帶來(lái)困惑。為了便于同國(guó)內(nèi)不同研究者的調(diào)查結(jié)果對(duì)比， 本研究仍然選用Riggs鑒別模式［16］探討黃淮大豆主產(chǎn)區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種的分布。

3.2 黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種分布概況

在大豆胞囊線蟲生理小種鑒定研究中， 無(wú)論采用Riggs鑒別模式還是HG模式都需要足夠的線蟲群體接種于 4個(gè)或 7個(gè)鑒別寄主。有研究表明， 接種蟲卵數(shù)目需限定在一定范圍內(nèi)， 否則鑒定結(jié)果不穩(wěn)定［17］。因此， 為能繁殖出夠量的胞囊， 我們采集土樣時(shí)要求每個(gè)土樣取20～30 kg。但由于土樣采集困難， 因此國(guó)內(nèi)目前已報(bào)道的研究， 多局限于對(duì)個(gè)別省份或個(gè)別地點(diǎn)的土樣鑒定。盧為國(guó)等［8］的調(diào)查較為系統(tǒng)， 但采樣點(diǎn)較為稀疏且沒(méi)有標(biāo)識(shí)經(jīng)緯度。本研究是在其基礎(chǔ)上， 對(duì)黃淮大豆主產(chǎn)區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種分布與地域分布動(dòng)態(tài)做進(jìn)一步調(diào)查研究，此次共采集病土 322份， 其中 112份病土鑒定出生理小種類型， 因此， 本次調(diào)查的結(jié)果比較系統(tǒng)全面地反映黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種分布的概況，而且每份土樣均有精確的經(jīng)緯度記錄， 這為今后的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。從本次調(diào)查結(jié)果來(lái)看， 黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲發(fā)生普遍， 而且小種類型多，構(gòu)成復(fù)雜。結(jié)合前人文獻(xiàn)報(bào)道， 目前在黃淮地區(qū)發(fā)現(xiàn)的小種類型有 1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)、9號(hào)、11號(hào)、14號(hào)等［6，8-15］， 2號(hào)小種為優(yōu)勢(shì)小種， 3號(hào)、6號(hào)和11號(hào)小種均是首次在黃淮地區(qū)發(fā)現(xiàn)。

在調(diào)查中， 雖然有322個(gè)地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)胞囊線蟲， 但僅有1/3 （112份）鑒定出小種類型。其余210份土樣是因?yàn)闆](méi)有繁殖到足夠的胞囊而未獲得可靠的結(jié)果。因此， 可以認(rèn)為圖1中彩色點(diǎn)代表了田間胞囊量比較大的地點(diǎn)， 從側(cè)面反映了黃淮地區(qū)田間種群密度的概況。對(duì)比采集病土的取樣點(diǎn)和鑒定結(jié)果（圖1）可見， 鑒定出的生理小種集中分布在山西省、河北省和河南黃河沿岸， 這些地區(qū)屬于沙性土壤， 土質(zhì)適宜大豆胞囊線蟲滋生， 因此鑒定出生理小種的樣本較多； 在黃淮區(qū)域種植大豆較為集中的安徽阜陽(yáng)、安徽亳州、河南周口和河南商丘， 采集的病土較為密集， 但由于大豆胞囊線蟲種群密度較小， 因此， 鑒定出生理小種的樣本較少， 推測(cè)其原因， 主要是因?yàn)檫@些地區(qū)屬于砂姜黑土， 土質(zhì)黏性較大，不利于大豆胞囊線蟲繁殖、擴(kuò)散。

3.3 大豆胞囊線蟲生理小種的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

在相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)， 優(yōu)勢(shì)生理小種構(gòu)成是在變化的。從各生理小種在黃淮大豆主產(chǎn)區(qū)的分布看， 在2001—2003年調(diào)查研究中， 1號(hào)生理小種是優(yōu)勢(shì)小種， 檢出頻率是40.0%， 集中分布在山東濟(jì)南及以東地區(qū)， 河南北部的安陽(yáng)、滑縣、延津以及河北南部的邯鄲及河南漯河、周口及安徽阜陽(yáng)一帶［8］；在2012—2015年調(diào)查研究中， 2號(hào)生理小種是優(yōu)勢(shì)小種， 在黃淮海大豆主產(chǎn)區(qū)均有分布， 檢出頻率是50.9%， 集中分布在河北中部、南部， 江蘇北部和安徽北部。從黃淮地區(qū)大豆主產(chǎn)省份生理小種構(gòu)成及分布看（表3）， 在2001—2003年調(diào)查研究中， 河南、山東的優(yōu)勢(shì)小種均是1號(hào)和4號(hào)小種， 而在2012—2015年調(diào)查研究中， 河南的優(yōu)勢(shì)小種變?yōu)?號(hào)和5號(hào)小種，山東為2號(hào)小種； 在先后2次調(diào)查研究中， 安徽、江蘇的優(yōu)勢(shì)小種分別從4號(hào)、5號(hào)和1號(hào)、5號(hào)均演變?yōu)閮?yōu)勢(shì)小種為2號(hào)和5號(hào)小種； 河北的優(yōu)勢(shì)小種由1號(hào)、2號(hào)轉(zhuǎn)變成2號(hào)小種； 山西省優(yōu)勢(shì)小種由4號(hào)演變成2號(hào)和4號(hào)小種。

在一定時(shí)期內(nèi)， 大豆胞囊線蟲生理小種分布是相對(duì)穩(wěn)定的。本研究在2012—2015年， 選擇河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技試驗(yàn)示范基地連續(xù)4年監(jiān)測(cè)， 鑒定結(jié)果均為2號(hào)生理小種， 此研究結(jié)果與盧為國(guó)等［8］研究結(jié)果相同。由于研究條件受限， 盧為國(guó)等［8］在2001—2003年的調(diào)查研究沒(méi)有標(biāo)識(shí)經(jīng)緯度， 所以很多地點(diǎn)無(wú)法一一對(duì)應(yīng)， 但從2001—2003年和2012—2015年這兩個(gè)階段的調(diào)查研究結(jié)果看， 大豆胞囊線蟲生理小種在一定時(shí)期內(nèi)是穩(wěn)定的。

大豆胞囊線蟲生理小種變化的可能原因， 首先，在黃淮海生態(tài)區(qū)， 大豆的同期作物有玉米、花生和棉花等， 玉米種植面積在2014年比2002年增加313萬(wàn)公頃， 而大豆種植面積同比減少50萬(wàn)公頃（http：//zzys.agri.gov.cn/nongqing.aspx）， 這些作物的輪作及種植結(jié)構(gòu)的改變， 對(duì)大豆胞囊線蟲群體結(jié)構(gòu)有一定的影響； 其次， 農(nóng)作物育種周期是十年， 在輪回的十年中， 各地抗性育種目標(biāo)會(huì)隨著生產(chǎn)中遇到的病蟲害危害程度不同， 進(jìn)行不同程度的調(diào)整， 這也給胞囊線蟲的生存帶來(lái)一定的選擇壓， 對(duì)抗性作物敏感的小種逐漸被淘汰， 因此大豆胞囊線蟲的群體結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)新的生存環(huán)境也不斷地在變化。其變化周期和更詳盡的原因有待進(jìn)一步研究， 這也是我們下一階段研究的重點(diǎn)。

3.4 生理小種的區(qū)域交叉分布

從上述結(jié)果看， 黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種構(gòu)成復(fù)雜， 而且小種分布區(qū)域互相交叉。為進(jìn)一步探討不同小種間交叉分布規(guī)律， 我們?cè)谳^小的范圍內(nèi)密集取樣， 試圖明確各小種的分布邊界。從河北石家莊市調(diào)查取樣的方圓1209 km2看（圖3）， 在一定的區(qū)域內(nèi)， 小種分布沒(méi)有絕對(duì)界限。我們?cè)诼谷欣畲彐?zhèn)3502農(nóng)場(chǎng)采集到了2號(hào)土樣， 在其東南方向的藁城市堤上村和西南方向的井陘縣吳家窯鄉(xiāng)苗峪均采集到了5號(hào)土樣， 而在緊臨苗峪南部3.28 km但仍屬于吳家窯鄉(xiāng)的一塊大豆田采集到了6號(hào)土樣；而從保定市調(diào)查取樣的方圓5121 km2看， 生理小種分布在一定區(qū)域內(nèi)是相對(duì)穩(wěn)定的， 我們?cè)诙ㄖ菔袞|亭鎮(zhèn)、保定市博野縣、保定市高陽(yáng)縣南蒲口鄉(xiāng)北蒲村、保定市清苑縣孫村鄉(xiāng)大候鄉(xiāng)、保定市順平縣南清醒村采集到的均是2號(hào)土樣。以上研究結(jié)果表明，由于大豆胞囊線蟲是一種土傳的定居性內(nèi)寄生線蟲， 其傳播速度及傳播范圍具有一定的局限性， 因此具有在局部地區(qū)優(yōu)勢(shì)小種分布相對(duì)穩(wěn)定、部分地區(qū)存在其他小種的特點(diǎn)。這與盧為國(guó)等［8］的研究結(jié)果一致。

3.5 黃淮大豆胞囊線蟲生理小種分布特點(diǎn)及其對(duì)育種工作的啟示

本研究結(jié)果表明， 在黃淮地區(qū)大豆胞囊線蟲分布有一定的區(qū)域性。從各省大豆胞囊線蟲分布情況看， 在河北省、江蘇省主要分布2號(hào)小種， 在河南和安徽主要分布2號(hào)和5號(hào)小種， 山西以2號(hào)和4號(hào)為主； 山東兼有2號(hào)、3號(hào)和5號(hào)小種。

國(guó)家大豆品種區(qū)域試驗(yàn)在黃淮地區(qū)設(shè)3個(gè)片區(qū)［6］。黃淮海夏大豆北組包括河北寧晉、河北石家莊、山東德州、山西北部等地， 主要分布有2號(hào)生理小種，其次是4號(hào)和5號(hào)生理小種； 中組包括山東濰坊、河北邯鄲、山西南部、河南濮陽(yáng)、河南洛陽(yáng)等地， 主要分布有2號(hào)和5號(hào)生理小種， 兼1號(hào)和6號(hào)生理小種；南組包括江蘇北部、安徽北部、河南鄭州、河南駐馬店、河南周口、山東濟(jì)寧、山東菏澤等地， 主要分布2號(hào)生理小種， 其次是5號(hào)生理小種， 兼1號(hào)和6號(hào)生理小種。整個(gè)黃淮地區(qū)以抗2號(hào)小種為主要育種目標(biāo)， 北組需要兼抗4號(hào)小種， 中組和南組需要兼抗5號(hào)小種。

圖3 河北省大豆胞囊線蟲生理小種分布圖Fig.3 Distribution of SCN race in Hebei province

SCN的抗性是受多個(gè)位點(diǎn)控制的數(shù)量性狀， Rhg位點(diǎn)之間相互作用［21-26］， 多篇文獻(xiàn)報(bào)道［27-28］： 大豆的第18染色體（G連鎖群）上的rhg1位點(diǎn)與抗病基因緊密連鎖， 控制著對(duì)多個(gè)大豆胞囊線蟲生理小種的抗性， 因此培育多抗品種是可能的。鑒于生理小種的變化， 在抗線蟲育種中， 我們更需要培育兼抗2個(gè)或2個(gè)以上生理小種的大豆品種。

4 結(jié)論

黃淮海地區(qū)大豆胞囊線蟲分布廣泛， 約分布于70%的地區(qū)。黃淮地區(qū)存在1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)、6號(hào)和11號(hào)生理小種， 其中 2號(hào)小種為該地區(qū)的優(yōu)勢(shì)小種， 其次是5號(hào)生理小種， 而4號(hào)生理小種主要集中分布在山西， 3號(hào)、6號(hào)和11號(hào)小種為新發(fā)現(xiàn)的小種。大豆胞囊線蟲在多數(shù)地區(qū)的分布呈連續(xù)狀， 組成較為穩(wěn)定， 有區(qū)域性分布的特點(diǎn)， 但在少數(shù)的局部地區(qū)沒(méi)有明顯規(guī)律， 在夾縫區(qū)域有其他小種存在的特點(diǎn)。整個(gè)黃淮海地區(qū)大豆育種的目標(biāo)應(yīng)以抗2號(hào)生理小種為主， 部分地區(qū)應(yīng)以兼抗2號(hào)和5號(hào)生理小種為主， 而在山西應(yīng)以兼抗2號(hào)和抗4號(hào)生理小種為主。

致謝： 本文在調(diào)查方案制定、論文寫作等方面得到南京農(nóng)業(yè)大學(xué)蓋鈞鎰院士的悉心指導(dǎo)， 在此深表謝意。

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Race Distribution of Soybean Cyst Nematode in the Main Soybean Producing Area of Huang-Huai Rivers Valley

LIAN Yun1，**， WANG Jin-She1，**， LI Hai-Chao1， WEI He1， LI Jin-Ying1， WU Yong-Kang1， LEI Chen-Fang1，ZHANG Hui1， WANG Shu-Feng1， GUO Jian-Qiu2， LI Yue-Xia2， LI Zhi-Hui3， JIN Qiao-Ling3， XU Shu-Xia4，ZHANG Zhi-Min4， YANG Cai-Yun5， YU Hui-Yong5， GENG Zhen6， SHU Wen-Tao6， and LU Wei-Guo1，*

1Zhengzhou Subcenter of National Soybean Improvement Center / Key Laboratory of Oil Crops in Huang-Huai Valleys of Ministry of Agriculture / Institute of Industrial Crops， Henan Academy of Agricultural Sciences， Zhengzhou 450002， China；2Luoyang Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Luoyang 471023， China；3Luohe Academy of Agricultural Sciences， Luohe 462300， China；4Anyang Academy of Agricultural Sciences，Anyang 455000， China；5Puyang Academy of Agricultural Sciences， Puyang 457000， China；6Zhoukou Academy of Agricultural Sciences， Zhoukou 466001， China

Soybean cyst nematode （SCN） disease， caused by Heterodera glycines， occurs widely in the Huang-Huai Rivers Valley.Resistant cultivar is the most important solution to ocntrol this disease and reduce yield loss.Knowledge of SCN race distribution in soybean producing area is basis for SCN resistant breeding.A four-year survey from 2012 to 2015 was carried out to understand the diversity and distribution of Heterodera glycines races in the Huang-Huai Rivers Valley.A distribution map of races was constructed based on Riggs model.A total of 322 soil samples with SCN infection were collected.Seven H.glycines races were identified in 112 （34.8%） samples from six provinces， including five races described previously.Race 2 was the leading race， accounting for 50.9% in the 112 soil samples； race 5 was next to race 2 with the ratio of 23.2%； and the remaining types were races 4， 3， 1， 6， and 11， accounting for 9.8%， 5.4%， 4.5%， 4.5%， and 1.8%， respectively.The distribution of races varied greatly among the six provinces.According to frequencies from high to low， they were races 5， 2， 3， and 11 in Henan， races 2， 5， 6， 3， and 4 in Hebei， races 2， 5， 6， and 3 in Anhui， races 2， 4， 5， 1， 3， and 11 in Shanxi， races 2， 3， 5， 1， and 6 in Shandong， and races 2， 5， and 1 in Jiangsu.These results indicate that race 2 is the predominant race in the Huang-Huai Rivers Valley， followed by race 5， and the most virulent race 4 is centered in Shanxi province.Therefore， the SCN resistant breeding in this region should be mainly targeted towards race 2 with consideration of race 5 simultaneously， and race 4 also needs attention in some areas.In this study， races 3， 6，and 11 were newly detected in the Huang-Huai Rivers Valley.We also found that the race components and their distributions varied compared to the survey conducted in the same region in 2001-2003.

Soybean； Soybean cyst nematode； Huang-Huai Rivers Valley； Race

10.3724/SP.J.1006.2016.01479

本研究由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31371652）， 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科研發(fā)展專項(xiàng)資金項(xiàng)目（20137905）， 國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-004）和河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（162102110141）資助。

This study was supported by the National Natural Science Foundation of China （31371652）， the Special Fund for Scientific Research and Development of Henan Academy of Agricultural Sciences （20137905）， the China Agriculture Research System （CARS-004）， and the Science and Technology Project of Henan Province （162102110141）.

（Corresponding author）： 盧為國(guó)， E-mail： 123bean@163.com**同等貢獻(xiàn)（Contributed equally to this work）

聯(lián)系方式： 練云， E-mail： lianyun262@126.com； 王金社， E-mail： wjs33314@126.com

Received（）： 2016-03-01； Accepted（接受日期）： 2016-06-20； Published online（網(wǎng)絡(luò)出版日期）： 2016-07-04.

URL： http：//www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160704.0826.008.html