松材線蟲病致病機理的研究進展

吳云 程柳

摘 要 松材線蟲病是一種為害林業(yè)生態(tài)環(huán)境的主要蟲害。隨著松材線蟲致病機理的研究不斷深化，人們逐漸了解到出現(xiàn)松材線蟲病的病原是松材線蟲和細菌，其嚴重威脅森林的正常生長，破壞林業(yè)生態(tài)環(huán)境。松材線蟲內部的酶會侵蝕樹木的薄壁細胞，樹脂不正常的滲透，管胞內部水分傳輸受到阻礙，樹木枯萎。如果松樹感染松材線蟲病，物質進入到松樹管胞中會形成空洞，嚴重情況下導致樹木死亡?；诖?，對松材線蟲病致病機理研究進展進行分析，以求為后續(xù)的工作提供參考。

關鍵詞 松材線蟲??；致病機理；研究進展

中圖分類號：S763 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.06.038

松材線蟲病是一種常見性的松樹病蟲害，最初是在我國南京發(fā)現(xiàn)，隨后在浙江、江蘇和安徽均有發(fā)生，嚴重地破壞了我國的林業(yè)生態(tài)環(huán)境，受到了社會各界廣泛的關注和重視。我國在林業(yè)生態(tài)環(huán)境建設中，對松材線蟲病的危害展開了深入研究，通常情況下，松樹出現(xiàn)松材線蟲病后，2～3個月就會枯萎死亡，探究松材線蟲病致病機理，在實際工作中取得了較為可觀的成效。由此，推動松材線蟲病致病機理研究，有助于豐富理論研究基礎，為實際工作提供指導和幫助。

1 松材線蟲病的組織病理學

通過大量的實踐研究可以發(fā)現(xiàn)，松樹在出現(xiàn)松材線蟲病之前，內部已經出現(xiàn)了一定程度上的組織學病變。松材線蟲最先侵蝕樹脂道泌脂細胞，促使細胞顆?；?，細胞內含物顏色轉變?yōu)楹稚?，甚至導致射線薄壁細胞死亡。此種現(xiàn)象不僅僅局限在接種點附近，同時也會在其他位置發(fā)生。松樹感染松材線蟲病后，薄壁細胞和射線薄壁細胞死亡成為普遍現(xiàn)象，加劇內部組織破壞。松材線蟲進入到松樹內部后，逐漸進入增長期間，種種變化都可以看出組織病變是在松材線蟲增長之前[1]。松材線蟲在侵染松樹初期階段，主要是在侵染點周圍分布，隨后逐漸在其他位置上分布，而樹脂停止分泌則是線蟲群體嚴重危害的具體表現(xiàn)。

松樹的死亡過程中，內部組織出現(xiàn)病變，形成層活動逐漸下降，松脂出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，堵塞導管，導致射線薄壁細胞死亡。就導致松樹組織病變的因素來看，管胞空穴化因素較為突出，但實踐研究中對于管胞空穴化和堵塞原因尚未達成統(tǒng)一看法。覃德文[2]等認為，由于樹木薄壁細胞變化導致管胞空穴化和堵塞，受到薄壁組織細胞的萜烯類化合物合成生理變化影響，管胞空穴化之前萜烯類化合物含量逐漸增長，通過薄壁細胞壁孔逐漸滲透出來，進而氣化堵塞管胞。由于細胞表面張力和疏水性較差，樹木組織內部出現(xiàn)管胞空穴問題。射線薄壁細胞死亡，管胞空穴化阻礙進水和輸水。王敏敏[3]等提出，樹脂道滲透出的松脂會堵塞管胞，通過對木質部薄壁細胞觀察，可以發(fā)現(xiàn)管胞和空泡堵塞[2]。對于這一問題展開深入研究，木質部失調區(qū)域內部，緣紋孔閉合致使管胞空穴化會導致物質堵塞，這種問題較之固體或是液體物質堵塞而言現(xiàn)象要更為廣泛。少量線蟲入侵組織后，薄壁細胞脂肪壁消失，同萜烯類化合物合成量增加存在密切的聯(lián)系。細胞壞死后，毗鄰管胞空穴化，可能造成管胞和紋孔膜堵塞。這種變化是連續(xù)性的，最后逐漸擴散到整個樹體組織，導致水分輸送完全被抑制，樹木枯萎死亡。葉片內部水分缺失，光合作用隨之停止，促使葉片逐漸枯萎發(fā)黃。

2 松材線蟲病的致病因子

2.1 酶

酶是導致松材線蟲病的主要致病因子，樹脂道損傷現(xiàn)象出現(xiàn)后，內部組織結構受到損傷，形成層附近區(qū)域形成大小不一的空洞，發(fā)生層劈裂問題。如果病蟲害癥狀程度較輕，樹脂道創(chuàng)傷則不會形成空洞，形成層可以自由活動。通過調查和分析，形成層活動正常后，松苗莖盡管出現(xiàn)松脂滲漏問題，但形成層內部仍然可以正?；顒印Ｓ纱丝梢粤私獾?，某些致病因子直接參與到薄壁組織細胞死亡過程，如果病害僅僅局限在薄壁組織細胞內部，那么這種病害不會造成樹木嚴重死亡。但是，如果整個形成層均受到致病因子影響，將導致樹木枯萎死亡。

在樹木早期出現(xiàn)病害階段，松材線蟲分泌出來的纖維素酶在其中起到決定性作用[3]。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，線蟲分泌的纖維素酶和果膠酶會在病害發(fā)展過程中起到不良作用。松材線蟲除了分泌纖維素酶以外，還會分泌蛋白酶和淀粉酶，并不僅僅是分泌纖維素酶反應產生作用，還可能有其他酶成分的參與。對松材線蟲分泌物分析，發(fā)現(xiàn)線蟲盡管強弱程度不一，均會分泌纖維素酶，并且譜帶類型相近，但是相比較而言，強毒線蟲分泌出的纖維素酶活性要強于弱毒線蟲，松材線蟲分泌出來的纖維素酶可以分解結晶纖維素。所以說，纖維素酶是當前導致松材線蟲病產生的主要致病因子。

2.2 毒素

通過對毒素的研究，發(fā)現(xiàn)松材線蟲侵蝕松樹后樹葉快速枯萎，發(fā)病期間可能由于毒素感染導致。松樹薄壁組織和泌脂細胞受到松材線蟲病影響死亡，從中可以判斷毒素直接參與到了病學變化。將鄰苯二酚、苯甲酸、2-氫松柏醇和8-羥基香芹鞣酮幾種化合物注入到松樹中，同樣會導致松樹枯萎死亡。發(fā)現(xiàn)這幾種化合物導致松樹出現(xiàn)的癥狀同松材線蟲相一致，存在毒害作用，參與到病學變化過程中[4]。

上述幾種物質對于病原線蟲具有一定影響，毒素濃度在較高水平時，會起到抑制線蟲繁衍的作用，如果濃度較低，會對線蟲繁殖產生一定的刺激作用。將鄰苯二酚和苯甲酸化合物注入到松樹后，所產生的毒性作用要遠遠高于2-氫松柏醇和8-羥基香芹鞣酮，但作用在線蟲毒性方面則弱于2-氫松柏醇和8-羥基香芹鞣酮。從中可以了解到，毒素對于線蟲和松樹所產生的作用是不相同的。苯甲酸是松樹發(fā)生松材線蟲病的主要表現(xiàn)特征，在病學變化中逐漸轉化成葡萄糖脂，從而起到解毒作用[5]。但是，伴隨著病情變化和發(fā)展，苯甲酸合成量隨之增加，已經超過了樹木本身承受能力，所以出現(xiàn)了大量的苯甲酸物質累積。苯甲酸的葡萄糖酯類產生，是松材線蟲病的主要特征，可以用于判斷樹木是否出現(xiàn)松材線蟲病。隨著研究不斷深化，越來越多的毒素得到分離和鑒定，發(fā)現(xiàn)樹木枯死的真正原因較為復雜，就當前已經被分離和鑒定的毒素來看，對松樹呈現(xiàn)出一定的毒性作用，但具體是哪一種原因還有待進一步研究深化。

3 結語

松樹發(fā)現(xiàn)松材線蟲病后，在短期內如果未能得到有效處理樹木將枯萎死亡，通過研究的不斷深入，可以發(fā)現(xiàn)酶和毒素是松材線蟲病主要致病因子，在實際工作中取得了較為可觀的成效，有助于促進樹木正常生長，將松材線蟲病消滅在萌芽狀態(tài)，保護我國的林業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

參考文獻：

[1] 丁曉磊.基于高通量測序的松材線蟲致病機理與毒力差異研究[D].南京：南京林業(yè)大學，2016.

[2] 覃德文，文印，聶珍臻，等.松材線蟲伴生細菌與松材線蟲的關系及致病性機理研究[J].黑龍江農業(yè)科學，2014，23（11）：69-73.

[3] 王敏敏，葉建仁，潘宏陽.松材線蟲病致病機理和防治技術研究進展[J].南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2016，12（2）：103-107.

[4] 歐陽革成，張潤杰.植物內生菌Bacillus spp.與松材線蟲病的關系研究[J].中山大學學報（自然科學版），2015，23（2）：82-85.

[5] 王慧利.我國松材線蟲攜帶細菌的種類和分布及與松材線蟲病的關系[D].南京：南京林業(yè)大學，2013.

（責任編輯：趙中正）