小麦对小麦孢囊线虫抗病性研究进展

由小麦孢囊线虫引起的小麦孢囊线虫病发生分布范围广,防治困难,严重危害我国小麦生产.在我国危害小麦的孢囊线虫主要包括禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)和菲利普孢囊线虫(H.filipjevi).种植抗病小麦品种是防治小麦孢囊线虫病最经济有效的措施,近10年来,我国科学家制定了小麦孢囊线虫抗性评价标准,测试...     

孢囊线虫中国新纪录种—朝鲜孢囊线虫（Heterodera koreana）

 孢囊线虫属（Heterodera）线虫目前大约有80种,该线虫分布广泛,是对农作物危害最严重的植物病原线虫之一［1］,对我国的农业生产和粮食安全造成极大的威胁。如,寄生大豆的大豆孢囊线虫（H. glycines）,寄生小麦的禾谷孢囊线虫（H. avenae, H. filipjevi）［1,2］及湖南省水稻上新发现的日本孢囊线虫（H. elachista）［3］。为明确孢囊线虫在中国南方地区的种类及分布,2007~2011年结合形态学和分子生物学技术开展了孢囊线虫调查鉴定,在江西省发现朝鲜孢囊线虫（H. koreana）。该线虫为首次在中国发现。     

节节麦、鬼蜡烛——燕麦孢囊线虫的两种新寄主

禾谷孢囊线虫病(cereal cyst nematode,CCN)是由燕麦孢囊线虫Heterodera avenae Wollen.引起的一种重要的小麦病害,在世界上40多个国家均有发生[1].我国于1987年首次发现燕麦孢囊线虫[2],至2012年,已传播到湖北、河南、河北、北京、山东、山西、安徽、江苏、青海、内蒙古、陕西、甘肃、宁夏、天津、西藏、新疆等16个省市自治区[3],危害程度与范围呈逐年加重和扩大的趋势,已对我国小麦生产构成严重威胁.该病造成小麦平均减产20％～40％,严重时高达73％～89％[4].因此,CCN是制约小麦和大麦生产的主要因素之一.     

甘肃小麦禾谷孢囊线虫rDNA-ITS和28S rDNA-D2/D3区序列特征及HS-RFLP分析

禾谷孢囊线虫是危害禾谷类作物的重要病原,严重威胁我国小麦主产区的小麦产量和品质.利用通用引物对甘肃、河南、安徽禾谷孢囊线虫群体28S rDNA-D2/D3区和rDNA-ITS区进行PCR扩增和序列测定,利用UPG-MA方法分析了甘肃省7个种群、河南1个种群、安徽1个种群的禾谷孢囊线虫群体D2/D3区和ITS区的系统发育关系;用9种限制性内切酶对7个甘肃禾谷孢囊线虫群体的rDNA-ITS区进行了RFLP分析.结果表明:中国甘肃的禾谷孢囊线虫rDNA-D2/D3区片段长度约为780 bp,rDNA-ITS片段长度约为1 040 bp.7个甘肃禾谷孢囊线虫群体、1个河南安阳群体、1个安徽蚌埠群体的D2/D3区和新西兰的H.aucklandica群体亲缘关系很近;其ITS区同澳大利亚的H.australis、北京通州的H.avenae(AY148382)的亲缘关系很接近.RFLP分析表明,9种限制性内切酶酶切禾谷孢囊线虫群体的rDNA-ITS共产生了22个酶切片段,不同酶切的RFLP分布型在7个种群间没有差异.甘肃省禾谷孢囊线虫群体的rDNA-ITS区具有高度的保守性,与中国的C型群体相近,但不同于欧洲的A型群体和印度的B型群体.这是首次报道甘肃CCN种群分子特征.     

甘肃小麦禾谷孢囊线虫rDNA-ITS和28S rDNA-D2/D3区序列特征及ITS-RFLP分析

禾谷孢囊线虫是危害禾谷类作物的重要病原,严重威胁我国小麦主产区的小麦产量和品质。利用通用引物对甘肃、河南、安徽禾谷孢囊线虫群体28SrDNA-D2/D3区和rDNA-ITS区进行PCR扩增和序列测定,利用UPG-MA方法分析了甘肃省7个种群、河南1个种群、安徽1个种群的禾谷孢囊线虫群体D2/D3区和ITS区的系统发育关系;用9种限制性内切酶对7个甘肃禾谷孢囊线虫群体的rDNA-ITS区进行了RFLP分析。结果表明:中国甘肃的禾谷孢囊线虫rDNA-D2/D3区片段长度约为780bp,rDNA-ITS片段长度约为1040bp。7个甘肃禾谷孢囊线虫群体、1个河南安阳群体、1个安徽蚌埠群体的D2/D3区和新西兰的H.aucklandica群体亲缘关系很近;其ITS区同澳大利亚的H.australis、北京通州的H.avenae(AY148382)的亲缘关系很接近。RFLP分析表明,9种限制性内切酶酶切禾谷孢囊线虫群体的rDNA-ITS共产生了22个酶切片段,不同酶切的RFLP分布型在7个种群间没有差异。甘肃省禾谷孢囊线虫群体的rDNA-ITS区具有高度的保守性,与中国的C型群体相近,但不同于欧洲的A型群体和印度的B型群体。这是首次报道甘肃CCN种群分子特征。     

山西省中南部小麦上孢囊线虫的发生、分布及种群特征

本研究于2011-2017年对山西省主要市(县)小麦上孢囊线虫的发生与分布进行了较系统的调查研究,从运城、晋城、临汾、长治、晋中、太原等市小麦产区百余个乡镇采集和分离小麦根及根围土壤样品1 131份,其中336份检出有孢囊线虫,检出率为29.7%;运城市和临汾市小麦根及根围土壤样品孢囊检出率高,分别达到42.3%和32.5%,晋中市、长治市、太原市以及晋城市等地区也发现有不同程度的分布。因地区、栽培制度和土壤质地等的不同,土壤中线虫的群体密度也存在较大的差异,白雌虫密度最高的群体分布在运城市的一些地区(每100mL土壤中白雌虫数平均达到101个)。通过形态学鉴定明确山西省小麦上孢囊线虫群体种类较为单一,均为禾谷孢囊线虫Heterodera avenae,未发现我国小麦上另一重要的孢囊线虫种类——菲利普孢囊线虫H.filipjevi。小麦孢囊线虫在山西不同地区的发生和分布情况为山西省针对性地开展小麦上孢囊线虫的综合治理提供了有价值的信息。     

小麦禾谷孢囊线虫病

小麦禾谷孢囊线虫即燕麦孢囊线虫(Heterodera avenae,近有称Bidera avenae)是当今对小麦生产最有威协性的线虫,1874年在德国东部最初报道,1908年英国首次在小麦上发现,1975年在美国俄勒冈(Oregon)报道,现已遍及世界各温度带、各土质禾谷生长区的32个国家,以澳大利亚、印度、俄罗斯发生较重,1987年在湖北省天门县植保站程远     

Heterodera filipjevi许昌群体SCAR标记的建立

菲利普孢囊线虫Heterodera filipjevi是禾谷类作物上重要的病原线虫之一,严重影响禾谷类作物的产量和品质。本课题组前期研究发现菲利普孢囊线虫许昌群体是一个新的致病型,其在小麦上的致病力强于其他多个群体,危害更为严重。本研究旨在建立菲利普孢囊线虫许昌群体的快速、准确的分子检测体系,为Heterodera filipjevi许昌群体的监测和防控及抗病品种的选育利用奠定基础。本研究采用随机扩增多态性DNA(RAPD)和序列特征扩增区域(SCAR)的方法,对黄淮麦区5个重要小麦孢囊线虫致病型共9个线虫群体进行RAPD分析和SCAR标记转化,并通过增加除黄淮麦区外的线虫群体验证所获得的致病型相关分子标记的特异性和有效性。本研究共筛选了331条RAPD引物,筛选出2个菲利普孢囊线虫许昌群体相关的RAPD标记,引物S86可以扩增出1条约550 bp的多态性片段,引物S178可以扩增出1条约1 200 bp的多态性片段,并将这2个RAPD标记成功转化为SCAR标记。SCAR标记的特异性检测结果表明这两个SCAR标记只在许昌群体上有特异性扩增,可以用于许昌群体的分子检测。     

陕西省小麦禾谷孢囊线虫rDNA-ITS区序列与RFLP分析

 采用线虫通用引物TW81和AB28对采自陕西的20个小麦禾谷孢囊线虫群体的rDNA-ITS区进行PCR扩增、克隆和测序。利用Mega软件的UPGMA方法分析了陕西省小麦禾谷孢囊线虫群体及其与GenBank公布的近缘种的系统发育关系,结果表明陕西省小麦孢囊线虫群体的rDNA-ITS区片段的长度为1 045 bp,且均为禾谷孢囊线虫（Heterodera avenae）,ITS区序列同源性为99.56%,只有3处碱基存在差异。其ITS区同中国河南（EU106175）、北京（AY148382）、山东（HM370427）的禾谷孢囊线虫H. avenae,澳大利亚的H. australis（AY148395）及俄罗斯的H. pratensis（AY148351）的亲缘关系最为接近。利用8种限制性内切酶Ava Ⅰ（Eco88 Ⅰ）、Alu Ⅰ、Hha Ⅰ（Cfo Ⅰ）、Hae Ⅲ（BsuR Ⅰ）、Hind Ⅲ、Hinf Ⅰ、Rsa Ⅰ和Mva Ⅰ（Bst N1）对20个陕西省CCN群体的ITS区PCR扩增产物进行限制性内切酶谱（RFLP）分析,结果表明8种限制性内切酶酶切ITS-PCR产物后共产生22个酶切片段,20个种群的PCR-RFLP谱型一致,表明陕西省小麦禾谷孢囊线虫是同一个群体且与已报道的中国CCN群体的“C”型一致,有别于欧洲的“A”型群体和印度的“B”型群体。这是首次报道陕西省小麦禾谷孢囊线虫种群的分子特征。     

河南省禾谷类作物孢囊线虫的发生分布与种类鉴定

为探究河南省主要禾谷类作物孢囊线虫的发生分布,明确孢囊线虫对不同作物的危害情况,于2017—2020年对河南省18个市50个县（区）的小麦、玉米和水稻作物的孢囊线虫种类和发生分布进行随机取样调查,采用形态学特征、分子生物学鉴定和rDNA-ITS序列进化树分析技术鉴定不同作物孢囊线虫的种类,并根据土壤中孢囊基数和单孢囊卵数明确不同作物孢囊线虫的发病严重度。结果显示,共采集土壤样品308份,其中224份样品检测到孢囊,孢囊检出率为72.7%。小麦孢囊线虫发生分布范围覆盖40个县（区）,其中15个县（区）为禾谷孢囊线虫Heterodera avenae侵染,23个县（区）为菲利普孢囊线虫H. filipjevi侵染,南阳市西峡县西坪镇和开封市尉氏县张市镇为禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫混合侵染发生区;玉米孢囊线虫H. zeae在濮阳市清丰县韩村镇、许昌市长葛市董村镇和禹州市范坡镇检测点首次被发现;旱稻孢囊线虫H. elachista在信阳市潢川县魏岗乡、来龙乡和新乡市获嘉县亢村镇检测点首次被发现。孢囊线虫发病严重度数据表明,小麦田平均孢囊含量高达17.3个/100 mL;玉米田平均孢囊量为11.0个/100 mL;水稻田平均孢囊量为4.4个/100 mL。表明河南省孢囊线虫高发地块主要集中在豫北、豫东和豫中平原区。     

河南省小麦主产区菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫发生情况调查

为了解河南省小麦主产区菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫的发生情况,作者分别于2014年和2015年5月通过随机采样调查方法,从商丘、漯河、许昌、新乡、鹤壁、安阳、濮阳、焦作等八地区19个县市采集到61份小麦孢囊线虫(CCN)的根围土壤样品,分析了样品的孢囊密度,发现采自商丘、新乡、鹤壁、安阳和濮阳地区的样品孢囊密度普遍较高,CCN发生比较严重;利用双重PCR技术对样品的CCN种类进行了快速检测鉴定,检测出禾谷孢囊线虫单一侵染的样品有33份;菲利普孢囊线虫单一侵染的样品有9份,与禾谷孢囊线虫复合侵染的样品有19份。菲利普孢囊线虫主要采自商丘、漯河、许昌、新乡、焦作等五个地区,其中商丘地区发生比较普遍。该研究可为河南省小麦的品种布局和孢囊线虫的综合防治提供指导。     

Genetic relationships and isozyme variability in the Heterodera avenae complex determined by isoelectrofocusing

Isozyme variability was assessed among the principal species of the cereal cyst nematode complex to complete and enhance the information provided by classical nematode systematics, in order to clarify inter- and intraspecific relationships within this complex. Twenty populations of cereal cyst nematodes ( Heterodera avenae , H. filipjevi , H. latipons and H. mani ) were compared by means of five different isoenzymatic systems (esterase, malate dehydrogenase, phosphoglucoisomerase, phosphoglucomutase and superoxide dismutase) using isoelectrofocusing (IEF) on the electrophoretic separation. The results are in agreement with previous morphological and biochemical characterizations, which established genetic diversity between the Gotland strain and H. avenae and identified the Gotland strain with H. filipjevi . Populations from Israel, all included in the H. avenae group, exhibited well-defined intraspecific dissimilarity. The highest degree of polymorphism was found in the H. avenae group for all five enzymatic systems studied. The H. mani population was also included in the H. avenae group by these isozyme analyses. Malate dehydrogenase, phosphoglucoisomerase and phosphoglucomutase isozymes, fractionated for the first time by IEF in the cereal cyst nematode complex, displayed a higher level of polymorphism than using conventional electrophoresis. Isoelectric focusing has proved to be a useful tool for detecting genetic diversity within and among species of the cereal cyst nematode complex and for taxonomic purposes.     

青海、陕西部分地区禾谷孢囊线虫 rDNA-ITS-RFLP的特征分析

 采自我国青海、陕西等省地11个寄生小麦的孢囊线虫群体经形态学鉴定为禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)。用PCR技术扩增获得的rDNA-ITS片段长度约为1 060 bp。用Hinf Ⅰ、Taq Ⅰ、Hpa Ⅱ、Hae Ⅲ、Pst Ⅰ、Alu Ⅰ 等6种限制性内切酶酶切ITS扩增产物;青海10群体YBT10A、HY65A、HY61B、ZHZ162B、HY5B、HHX8A、GH132A、HY92A、HY127B、DT142A 的6个酶的RFLP图谱完全一致;陕西YL4A群体的Hae Ⅲ、Hinf Ⅰ和Hpa Ⅱ酶切结果与青海群体的上述3种酶切结果相同,但Alu Ⅰ和 Pst Ⅰ的酶切结果比青海孢囊线虫群体都多1条1 060 bp片段,而YL4A群体Taq Ⅰ酶切结果较为复杂。对比已知Avenae组成员RFLP图谱,青海群体与北京房山H.avenae群体的RFLP图谱一致;而陕西YL4A的Alu Ⅰ图谱与H.avenae法国群体一致,Pst Ⅰ和Taq Ⅰ却与Avenae组成员已知酶切结果均不一致。河南3个禾谷孢囊线虫群体除Taq Ⅰ酶切结果比青海CCN群体多1条520 bp片段以外,其他5种酶的RFLP都一致,而与澳大利亚的禾谷孢囊线虫H.avenae群体的RFLP图谱一致。     

小麦叶内杀菌剂含量对条锈病组分的定量影响

来源于澳大利亚的２５份麦类作物抗笥材料及中国８个省市的２２个小麦品种对禾谷胞囊线虫太谷群体的抗病性测定表明,６个由硬粒小麦的品种“Ｌａｎｇｄｏｎ”与节节麦的抗性材料为亲本合成的异源六倍体小麦均表现高抗;一些含有抗病基因Ｃｃｎ－１的品种,如Ｆｅｓｔｉｇｕａｙ和Ａｕｓ１０８９４等表现感病;其它来源于澳大利亚的６份燕麦及５份大麦材料也均高抗。     

甘肃省小麦禾谷孢囊线虫的发生及分布

为了解甘肃省小麦孢囊线虫病发生程度和分布情况,2009-2012年于小麦抽穗至灌浆期,采用Z字形取样法,取根际0~20cm土壤,用漂浮法分离孢囊,统计100g土样的孢囊数量,用形态学方法鉴定线虫。从甘肃省12个地区50个县区,134个乡镇共采集到463个小麦田间土样。结果表明,孢囊平均检出率为47.9%,其中冬麦区孢囊平均检出率为61.5%,春麦区平均检出率为34.2%,冬麦和春麦混播区为52.3%,冬麦、春麦及冬春麦混播区平均孢囊数分别为3.5、6.8和3.9个/100g土样。其中平凉市灵台县和兰州市永登县孢囊线虫发生最为严重,个别地块每100g土样中孢囊数超过40个。根据孢囊形态学特征的观察,将甘肃省采集到的孢囊线虫鉴定为禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)。研究结果可为有效防治甘肃省麦类孢囊线虫病提供依据。