根结线虫多样性研究进展

根结线虫属(Meloidogyne spp.)是专性内寄生物,寄主范围广,全球分布,给世界农业生产造成严重为害。生殖方式主要有孤雌生殖和两性融合。系统发育学研究指出,种间杂交可能在根结线虫多样化的进程中起着重要作用。越来越多的证据表明,基因组范围内的序列重复和水平基因转移为根结线虫的多样性提供了遗传基础。南方根结线虫(Meloidogyne incognita)和北方根结线虫(Meloidogyne hapla)基因组测序的完成和注释也为研究根结线虫的多样性提供了重要线索。根结线虫的多样性给鉴定和防治工作带来了巨大挑战,需要寻找更加有效的方法。     

4种常见根结线虫基因组DNA的RAPD分析

 用120个随机引物对4种常见根结线虫10个小种和类型进行了全基因组随机扩增DNA多态性(RAPD)分析,筛选出的11个适宜引物共扩增出91条RAPD谱带,86条是多态性谱带,占总谱带的94.5%;OPL12、OPK01对4种根结线虫种及其小种扩增的谱型有明显的特异性。聚类分析显示在种间水平上4种根结线虫中花生根结线虫和爪哇根结线虫亲缘关系最近,遗传距离为0.532,北方根结线虫与另外3种根结线虫的亲缘关系最远,平均遗传距离为0.786;种下水平上同种根结线虫的不同小种和类型间存在不同程度的遗传差异,南方根结线虫4个生理小种间,花生根结线虫2个生理小种间亲缘关系较近,爪哇根结线虫2个酯酶谱带类型间,北方根结线虫2个细胞生物学小种间遗传差异较大。在RAPD技术的基础上探索根结线虫分类鉴定的分子方法有着良好的前景。     

RNAi在植物寄生线虫功能基因组研究中的应用

最近,南方根结线虫（Meloidogyne incognita）和北方根结线虫（M. hapla）的基因组测序工作已经完成,而大豆孢囊线虫（Heterodera glycines）和马铃薯白线虫(Globodera pallida)的基因组测序工作也在进行之中。截至2008年,Nematode.net数据库中已经有近500 000个表达序列标签ESTs序列和1 200 000个来自30种线虫的基因组序列。如何从众多的序列中筛选出有实际应用价值的信息是线虫学研究面临的一大挑战。对于缺乏有效转化系统的植物寄生线虫来说,RNAi无疑是研究植物寄生线虫基因功能的有力工具。本文介绍了RNAi及其在植物寄生线虫基因功能研究中的应用。     

我国南方地区主要根结线虫DNA变异的RAPD分析

 本试验用5组随机引物对来自我国南方地区的30个根结线虫种群进行RAPD分析,并从中筛选出多态性较好的引物12个。共扩增出179条DNA多态带,各供试种群间存在着丰富的遗传多态性。扩增结果表现出种间差异大于种内差异的共同趋势,这表明上述12个引物能够较客观地反映种群间亲缘关系的远近。北方根结线虫与另外3种线虫(南方根结线虫、爪哇根结线虫、花生根结线虫)的亲缘关系最远;在3种主要根结线虫中,爪哇根结线虫与南方根结线虫的亲缘关系相对较近。基于种群间的相似系数分析和应用UPGMA法构建的聚类树状图,显示出不同的根结线虫在较低的相似性系数范围聚类,而绝大多数种内的不同种群均以较高的相似性系数聚在一起,这与形态分类基本一致,反映了形态学分类的分子遗传本质,同时也表明了应用RAPD技术进行根结线虫亲缘关系分析和种类鉴定具有合理性和可行性。本文还对RAPD方法对南方根结线虫小种鉴定的可能性进行了初步探讨。     

十五种根结线虫病害的病原鉴定

 从全国的不同地区采集的15种植物根结线虫病的病原,按照国际根结线虫协作组综合鉴定方法,对每种病原进行了分类鉴定。其中,花生、葡萄、唐松草(均采自北京)根结线虫病的病原都属于北方根结线虫;月季根结线虫病的病原(北京)有一种是北方根结线虫,另一种是花生根结线虫2号小种;泡桐根结线虫病的病原(河南禹县)也属于花生根结线虫2号小种;烟草(河南郑州)、番茄(湖南长沙)、西瓜(湖南长沙)、白菜(江西南昌)、萝芙木(广西南宁)和栀子(广西南宁)根结线虫病的病原都属于南方根结线虫1号小种;在广西南宁采集的美登木根结线虫病病原有一种是南方根结线虫1号小种,另一种是爪哇根结线虫;黄瓜(北京)和柳树(广西桂林)根结线虫病的病原都属于爪哇根线虫;在广东海南岛采集的青皮象耳豆根结线虫病的病原是国际上没有报道过的新种,定名为象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)。     

牛蒡上发生的根结线虫种类鉴定

2007～2009年,对我国牛蒡主产区的牛蒡及其根际土壤中的植物寄生线虫进行调查研究,发现根结线虫危害最为严重。根据根结线虫的形态学特征和分子生物学检测方法对其进行鉴定,结果表明,我国牛蒡主产区根结线虫种类为北方根结线虫(Meloidogyne hapla)。     

基因组学与植物病害控制

基因组学研究开创了一个新的生物学世纪.遗传模式植物的利用、农业重要生物基因组序列的测定以及基因组学和生物信息学的结合使用,促进了农业基因学及相关学科研究的快速发展.回顾对基因组学在植物病害控制研究上的应用,并对其所取得的一些进展进行综述.基因组学研究将在深入了解植物--病原菌的互作、发现新的植物抗病基因和病毒寄主因子、提高植物对有害生物的抗性和最终控制植物病害发挥巨大的作用.     

粗茎秦艽根结线虫病的病原鉴定

粗茎秦艽Gentiana crassicaulis Duthie ex Burk.是一种重要的中药材, 近年来根结线虫病发生严重?为明确粗茎秦艽根结线虫病病原种类, 对其病原线虫进行种类鉴定, 以期为该病的防治提供理论依据, 采用雌成虫?2龄幼虫?会阴花纹形态特征及形态测量值进行形态学鉴定, 结合分子鉴定方法(比对rDNA-ITS和mtDNA-COⅠ序列?构建系统进化树, 序列特异性扩增区段比对)对病原线虫进行种类鉴定?结果表明, 该病原线虫雌成虫和2龄幼虫形态特征及测量值与北方根结线虫Meloidogyne hapla极为相似; 该病原线虫rDNA-ITS序列和mtDNA-COⅠ序列均与NCBI数据库中登录的北方根结线虫相似性达100%; 采用北方根结线虫特异性引物, 该病原线虫能扩增出1 500 bp的特异性条带, 与北方根结线虫特异性条带大小相同?上述结果表明, 云南省丽江市鲁甸乡粗茎秦艽根结线虫病的病原为北方根结线虫, 为首次发现北方根结线虫危害粗茎秦艽, 研究结果为进一步制定有效防治策略提供了理论依据?     

危险性线虫生防细菌的筛选鉴定和防效试验

本研究从线虫拮抗土壤、线虫拮抗植物根表、普通植物根表,并首次尝试从北方根结线虫雌虫和大豆胞囊线虫胞囊上,分离筛选具有防治危险性线虫病害潜力的生防细菌。在室内试验中,10株细菌菌株对北方根结线虫J2和南方根结线虫具有一定致死作用,其中9株能杀死大豆胞囊线虫J2。在温室试验中,8株菌株对线虫病害的防效在38.2%～66.2%之间。经鉴定,这些细菌分别属于假单胞菌属（Pseudo- monas spp.）和芽孢杆菌属（Bacillus spp.）。     

四种植物寄生根结线虫的区别及防治

目前世界上植物寄生根结线虫中,南方根结线虫（Ｍｅｌｏｉｄｏｇｙｎｅ ｉｎｃｏｇｈｉｔａ）、爪哇根结线虫（Ｍ．ｊａｖａｎｉｃａ）、花生根结线虫（Ｍ． ａｒｅｎａｒｉａ）、北方根结线虫（ Ｍ． ｈａｐｌａ）这 ４个种,分布最广泛、危害寄主最多、最重,占整个根结线虫引起农作物损失的９０％以上。为了帮助基层的植保工作者鉴别这４种线虫,本文列出４种常见根结线虫的检索表如下,供参考。 一、４种最常见根结线虫检索表 Ⅰ（Ａ）会阴花纹有一个高背弓,无明显侧线;（Ｂ）雄虫头部有一个中央凹陷的唇盘,这个唇盘高出中唇;（Ｃ…     

根结线虫种群的线粒体DNA分析

 在同工酶和形态学鉴定的基础上,利用引物#C2F3和#1108对42个根结线虫种群线粒体DNA (mtDNA)中的COⅡ和LrRNA间区域进行特异性PCR扩增,35个种群的扩增产物约为1.7kb,其中29个是南方根结线虫,6个是爪哇根结线虫;3个花生根结线虫种群的扩增产物约为1.1kb;1个种群的扩增产物约为0.7kb,为根结线虫属在中国的新记录种;3个北方根结线虫种群的扩增产物约为0.5kb。用单条2龄幼虫提取物作模板得到的结果与大量提取DNA作模板的结果相同。为了区分产生相同大小片段的南方根结线虫和爪哇根结线虫,用限制性内切酶HinfⅠ对扩增产物进行酶切,结果表明:所有供试的南方根结线虫都可以被HinfⅠ酶切,且产生约1.3和0.4kb的2个限制性片段;但供试的爪哇根结线虫种群不能被酶切。由此表明,利用mtDNA PCR及酶切实验可以作为快速而准确地鉴定常见根结线虫的方法。     

水稻拟禾本科根结线虫发生与防治

拟禾本科根结线虫是严重影响水稻产量的植物寄生线虫之一,已成为制约中国及亚洲地区水稻产量的重大问题。拟禾本科根结线虫寄主范围广泛,可危害高地、低洼地和深水水稻;通过巨细胞从水稻根中摄取营养物质,从而在根系上形成许多弯钩状根结;其食道腺分泌物可以直接对水稻产生危害,影响水稻细胞代谢和免疫,从而影响水稻产量。目前水稻抗根结线虫病的品种较少,主要通过化学药剂在苗床进行防治。本文对拟禾本科根结线虫的寄主范围、危害特性、侵染特点、致病机制及防治方法等进行了综述,并对将来通过基因编辑等遗传工程技术提高水稻品种抗性的策略进行了展望,以期为我国水稻拟禾本科根结线虫的防治提供理论依据。     

红麻根结线虫病的初步研究

 根结线虫病是我国红麻上的一种主要病害。经4年在湖南、浙江、广东和广西等省(区)红麻主产区调查和鉴定,病原线虫有下列3个种:南方根结线虫(Meloidogyne incognita),爪哇根结线虫(M.javanica)和花生根结线虫(M.arenaria)。南方根结线虫是优势种,其在湖南阮江县砂壤土麻田1年可发生4代。文中并对最佳施药期作了讨论。     

水稻中MPK5稳态失衡抑制拟禾本科根结线虫与水稻的亲和互作

 拟禾本科根结线虫(Meloidogyne graminicola)为水稻的重要土传病原,可严重为害水稻。本研究旨在探究水稻中丝裂原活化蛋白激酶5(MPK5)稳态失衡对拟禾本科根结线虫与水稻亲和互作的影响,并初步探讨其机制。首先,通过线虫侵染试验发现,在水稻中超表达和沉默MPK5 引发的MPK5 稳态失衡均可抑制拟禾本科根结线虫与水稻的亲和互作。qRT-PCR 分析结果显示,与水稻野生型不同,在MPK5 超表达和沉默水稻株系中MPK5 均受拟禾本科根结线虫诱导表达。同时,拟禾本科根结线虫可抑制MPK5 超表达株系中几丁质酶的表达,但诱导MPK5 沉默株系中病程相关基因PR5 与PR10 的表达。上述试验结果表明,MPK5 稳态失衡可导致MPK5 响应拟禾本科根结线虫的侵染,且在MPK5 超表达和沉默水稻株系中MPK5 介导水稻产生拟禾本科根结线虫抗性的机制不同。     

寄生于南方根结线虫卵的长梗木霉几丁质酶基因TlChi46的克隆

为进一步筛选高效寄生线虫真菌和阐明其寄生线虫卵的机理,本研究从湖北省烟草南方根结线虫雌虫分离到1株具高效生防潜力的菌株HBF1。形态学、rDNA-ITS和翻译延长因子tef1-α序列分析鉴定该菌为长梗木霉菌Trichoderma longibrachiatum,其对南方根结线虫卵第10 d寄生率为80.45%。通过简并引物设计和RACE技术克隆其几丁质酶基因,分析该基因序列及与其他几丁质酶的同源性。该菌是1株可以产生几丁质酶的南方根结线虫卵寄生真菌,第10 d几丁质酶的活性达到高峰,为24.88μmol/h/mL。本研究首次从长梗木霉HBF1菌株中克隆到1个几丁质酶基因TlChi46,该基因DNA全长1 793 bp,含3个内含子和1个1 272 bp的开放阅读框,编码423个氨基酸,理论分子量45.9 kDa,等电点5.23。同源性比对表明和昆虫寄生菌几丁质酶的亲缘关系较远。从长梗木霉HBF1中克隆得到的几丁质酶基因编码的几丁质酶的功能域可供进一步研究,高效产几丁质酶并有效寄生南方根结线虫卵的长梗木霉对南方根结线虫具有良好的生防潜力。     

假格里尼翁苍白杆菌A-29对南方根结线虫的防治效果及其鉴定

南方根结线虫是一种重要的植物寄生线虫，严重发生时可造成巨大的经济损失。本研究测定了菌株A-29发酵液对南方根结线虫的致死效果和盆栽防效，并对其进行了种类鉴定。结果表明，菌株A-29发酵滤液原液、5倍液和10倍液处理南方根结线虫后，2龄幼虫的致死率在24 h和48 h后达71.09%～95.45%，卵的孵化抑制率4 d时为59.25%～87.86%，其死亡率随处理浓度的提高而增加；菌株A-29发酵液处理60 d后对番茄根结线虫的防治效果达75.00%，番茄植株鲜重、根系干重和植株高度分别增加38.41%、33.52%和20.01%；根据菌株A-29的形态特征、生理生化特征、16S rRNA基因序列及其系统发育关系，将其鉴定为假格里尼翁苍白杆菌Ochrobactrum pseudogrignonense。研究表明，菌株A-29不仅对南方根结线虫具有良好的致死效果，而且对番茄植株具有明显的促生作用，是一株具有应用前景的生防菌。     

辽宁省松材线虫病疫木上发现媒介天牛的天敌花绒寄甲

花绒寄甲作为天牛类害虫的重要天敌在我国广泛应用于生物防治，尤其在控制松材线虫最重要的传播媒介松褐天牛方面发挥了重要作用，它在自然界与不同种类的天牛长期协同进化，形成了不同生物型。本文在辽宁省抚顺松材线虫病疫区的疫木上调查发现了花绒寄甲越冬成虫，通过形态学和生物学观察，确定了该花绒寄甲为云杉花墨天牛生物型花绒寄甲。这是花绒寄甲作为云杉花墨天牛的自然天敌在我国首次被发现，这将对中国北方地区松材线虫病传播媒介的防治起到积极的推动作用。     

防治南方根结线虫的根瘤内生细菌的筛选及鉴定

根结线虫的严重发生给农作物生产造成巨大经济损失，生物防治是控制该病的一种安全有效措施。本研究从448株根瘤内生细菌分离株中筛选出3株对南方根结线虫有较好防效的生防细菌Sneb1994、Sneb1995和Sneb2000，3个菌株发酵滤液对南方根结线虫2龄幼虫（J2）均有高毒杀活性，处理24 h校正死亡率达85%以上，同时对卵孵化具有抑制作用，并可促进番茄种子生长。盆栽试验结果表明，3个菌株发酵液灌根处理均能显著减少根结数和卵囊数，相对防效为37.95%~44.51%，同时促进番茄植株的生长。经形态特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析，鉴定菌株Sneb1994、Sneb1995和Sneb2000分别为氧化微杆菌Microbacterium oxydans、油菜假单胞菌Pseudomonas brassicacearum和蜡样芽胞杆菌Bacillus cereus。氧化微杆菌为首次报道对根结线虫有效的生防菌株。这些根瘤内生细菌菌株的发掘，为植物线虫病害的生物防治提供了新的微生物资源。     

花生田施用绿僵菌对土壤微生物群落的影响

昆虫病原真菌绿僵菌对地下害虫防治具有良好应用前景，而大量释放绿僵菌可能引起土著微生物群落变化，从而影响其植物保护的综合效果。本文研究了花生播种期施用绿僵菌后，在根际和根围土壤中绿僵菌自身种群及土著细菌、真菌和放线菌种群的消长和群落结构变化。结果表明，绿僵菌种群在30 d内快速下降，之后降速减缓，以低密度持续存活。随花生生长，土壤微生物自身有消长过程，施用绿僵菌对放线菌影响最大、真菌其次、细菌最小，在根际的影响大于在根围的影响。分别地，绿僵菌处理对根际和根围细菌、根围真菌无显著影响；使根际真菌种群初期的下降速度减缓，到达谷底时间由15 d推迟到30 d，但回升速度加快，达峰顶由60 d提前到45 d，峰值降低1/3；绿僵菌明显抑制了根际放线菌种群，使其消长变化周期与对照完全相反，且45 d时回落至低点后不再回升；绿僵菌减缓了根围放线菌种群下降，使达谷底时间由30 d推迟到45 d，且回升幅度减小。土壤微生物群落结构在施菌后15～30 d的幼苗至初花期有明显变化，细菌种群总体占比显著下降，但与对照相比，施菌后的根际细菌占比提高，真菌占比下降，放线菌占比显著地先抑后扬。在根围的变化相对较小。45 d即盛花期后，三类微生物结构逐渐恢复趋近原来状态。