![](/uploads/220914/1-220914205T5S7.png)
https://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/PDIS-02-20-0227-PDN
我国玉米孢囊线虫最早于2015—2016年在广西壮族自治区来宾市玉米田被发现(Wu et al.,2017)。Cui et al.(2020)于2018年首次在我国河南省禹州市玉米田发现玉米孢囊线虫,100 mL土样平均孢囊量达16个。玉米孢囊线虫,孢囊个体较小,柠檬形,黄褐色,阴门锥有膜孔,膜孔被阴门裂分开呈双半膜孔型,有蝴蝶结状的阴门下桥,阴门下桥下方有突出的指状泡囊,指状泡囊下有大小不一随机分布的泡囊群(图1)。接种10个玉米孢囊,40天后可以形成45个新孢囊,繁殖力惊人。随后,团队在河南省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再次发现玉米孢囊线虫。当每毫升砂壤土里有5~6条玉米孢囊线虫J2幼虫时,便可造成玉米总产量下降21%~29%(Srivastava & Chawla,2005)。本研究数据显示,河南省许昌市长葛市董村镇、禹州市范坡镇和濮阳市清丰县韩村镇地区的玉米孢囊线虫土壤中卵含量分别达到23.0、54.2和6.8粒/mL,均已超出玉米孢囊线虫卵量的为害经济阈值,应对该地块加强监测并进行我国玉米孢囊线虫为害经济阈值研究。
![](/uploads/220914/1-220914205921209.png)
![](/uploads/220914/1-220914205944O3.png)
图1. 河南省玉米孢囊线虫及其阴门锥形态
![](/uploads/220914/1-22091421001M45.png)
https://apsjournals.apsnet.org/doi/10.1094/PDIS-06-20-1293-PDN
试验发现旱稻孢囊线虫不仅能够侵染水稻还可侵染多种其他作物,如玉米、高粱和稗草(崔思佳等,2015;Xiao et al.,2019)。旱稻孢囊线虫于1974年首次在日本发现,一般可使水稻减产7%~19%(Ohshima,1974)。目前,旱稻孢囊线虫已在伊朗、中国、意大利等国家发生报道。2012年,Ding et al.(2012)首次在我国湖南省报道发现旱稻孢囊线虫。截止目前,旱稻孢囊线虫已在我国湖南、广西、广东、江西、辽宁、甘肃等省(市、区)多个地区报道发生。Cui et al.(2021)于2019年首次在我国河南省信阳市潢川县水稻田发现旱稻孢囊线虫,100 mL土样平均孢囊量为7个。随后,崔江宽等(2022)调查发现,信阳市潢川县魏岗乡和来龙乡两样点和新乡市获嘉县亢村镇旱稻孢囊线虫土壤中卵含量分别为9.0、6.5和4.7粒/mL,均已超出旱稻孢囊线虫卵量的为害经济阈值。同时,崔江宽等针对旱稻孢囊线虫进行不同玉米品种的接种侵染试验,发现旱稻孢囊线虫在多个玉米主栽品种可以完成生活史,部分品种表现为高感。因此,应加强我国北方地区旱稻孢囊线虫的监测预警。![](/uploads/220914/1-2209142101042W.png)
![](/uploads/220914/1-2209142101042W.png)
![](/uploads/220914/1-220914210151510.png)
图2. 河南省小麦、玉米和水稻作物孢囊线虫种类发生区域分布图
为探究河南省主要禾谷类作物的孢囊线虫发生分布,明确不同作物孢囊线虫的为害情况,崔江宽博士于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了系统取样调查。本研究共采集全省土壤样品308份,其中224份样品检测到孢囊,孢囊检出率为72.7%,覆盖调查地区的92.0%。根据孢囊密度和单孢囊卵量统计发现,不同地区100 mL土样的孢囊数量为1~139个之间,平均含量为15.3个/100 mL。不同地区间孢囊线虫密度差异悬殊,同一个地区不同地块的线虫密度略有不同。其中,为害小麦的孢囊线虫主要为禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫,禾谷孢囊线虫与菲利普孢囊线虫检出率占本次调查地区的80.0%;为害水稻的孢囊线虫为旱稻孢囊线虫,检出率占本次调查地区的6.0%;为害玉米的孢囊线虫为玉米孢囊线虫,检出率占本次调查地区的6.0%。研究结果系统明确了我省重要粮食作物线虫的发生分布情况和为害严重度,并首次在我国河南地区报道发现了玉米孢囊线虫和旱稻孢囊线虫。此外,根据本次调查数据显示,河南省小麦、玉米和水稻粮食作物的孢囊线虫主要发生在豫北、豫东和豫中平原区地区,豫西和豫南地区检出率相对较低。
![](/uploads/220914/1-22091421030Oc.png)
![](/uploads/220914/1-2209142103434Q.png)
M:DL 2000DNA Marker;1—13:OPA02、OPA03、OPA06、OPA09、OPA13、OPA18、OPB15、OPC06、OPD13、OPG06、OPG08、OPG10、OPK16;14:阴性对照Negative control;箭头所指为特异性条带位置,The arrow indicates the specific band position.
图3 13种RAPD随机引物对玉米孢囊线虫单孢囊DNA的扩增
Fig. 3 Amplification products of H. zeae obtained by 13 RAPD primers
![](/uploads/220914/1-22091421043D25.png)
M:DL 2000DNA Marker;1—7:玉米孢囊线虫 Hz01-1、Hz01-2、Hz02-1、Hz02-2、Hz03-1、Hz03-2、Hz04 Hz01-1, Hz01-1, Hz02-1, Hz02-2, Hz03-1, Hz03-2, Hz04 population of H. zeae ;8—12:禾谷孢囊线虫 Ha01、菲利普孢囊线虫 Hf02、大豆孢囊线虫 Hg04、甜菜孢囊线虫 Hs01、旱稻孢囊线虫 He01 Ha01 population of H. avenae, Hf02 population of H. filipjevi, Hg04 population of H. glycines, Hs01 population of H. schachtii, He01 population of H. elachista;13:阴性对照Negative control;红框内为玉米孢囊线虫特异性条带,The red box indicates the specific bands of H. zeae.
图4 OPA03对玉米孢囊线虫及其近缘属种单孢囊DNA的扩增
Fig. 4 Amplification for DNA of H. zeae and other related species population by primer OPA03
崔江宽等(2022)从我国河南、河北、甘肃、山东、湖南、广西和北京共收集20个玉米孢囊线虫近缘属种群体作为供试线虫。共计24个线虫群体,包括采自河南和广西的4个玉米孢囊线虫群体,河南、河北和山东的4个禾谷孢囊线虫群体和4个菲利普孢囊线虫群体,河南和湖南的3个旱稻孢囊线虫群体,河南、河北和甘肃的4个大豆孢囊线虫群体以及由中国农业科学院彭德良研究员馈赠的甜菜孢囊线虫DNA模板和本实验室保存的1个水稻干尖线虫(Aphelenchoides besseyi)群体、1个马铃薯腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)群体、1个落选短体线虫(Pratylenchus neglectus)群体和1个咖啡短体线虫(P. coffeae)群体。选取13条含有10个碱基的随机引物,采用RPAD技术对供试孢囊线虫进行多态性分析,筛出玉米孢囊线虫特异性RPAD片段,并将其转化为玉米孢囊线虫SCAR-PCR引物;采用PCR方法测试玉米孢囊线虫特异性引物的准确性以及检测技术体系的稳定性、灵敏度和实效性。
![](/uploads/220914/1-22091421053DK.png)
M:DL 2000DNA Marker;1—8:玉米孢囊线虫种群 Hz01-1、Hz01-2、Hz02-1、Hz02-2、Hz03-1、Hz03-2、Hz04-1、Hz04-2 Hz01-1, Hz01-2, Hz02-1, Hz02-2, Hz03-1, Hz03-2, Hz04-1 and Hz04-2 population of H. zeae;9:6种孢囊线虫混合种群孢囊DNA DNA of cyst of H. zeae and 5 related species populations;10:6种孢囊线虫混合种群J2幼虫DNA DNA of J2 of H. zeae and 5 related species populations;11:不含玉米孢囊线虫的5种孢囊线虫混合种群孢囊DNA DNA of cyst of 5 related species populations without H. zeae;12:不含玉米孢囊线虫的5种孢囊线虫混合种群J2幼虫DNA DNA of J2 of 5 related species populations without H. zeae;13—17:小麦禾谷孢囊线虫种群 Ha01、菲利普孢囊种群 Hf02、大豆孢囊线虫种群 Hg04、旱稻孢囊线虫种群 He01和甜菜孢囊线虫种群 Hs01 Ha01 population of H. avenae, Hf02 population of H. filipjevi, Hg04 population of H. glycines, He01 population of H. elachista, Hs01 population of H. schachtii;18—21:水稻干尖线虫 Ab01、马铃薯腐烂茎线虫 Dd01、落选短体线虫 Pn01和咖啡短体线虫 Pc01 Ab01 population of A. besseyi, Dd01 population of D. destructor, Pn01 population of P. neglectus, Pc01 population of P. coffeae;22:阴性对照Negative control
图5 玉米孢囊线虫特异性引物对玉米孢囊及其近缘种群的SCAR-PCR检测
Fig. 5 SCAR-PCR detection of H. zeae and related populations with species-specific primers of H. zeae
本研究通过对玉米孢囊线虫及其5个近缘属种孢囊线虫DNA的多态性分析,开发了玉米孢囊线虫的特异性检测引物,建立了玉米孢囊线虫快速检测体系。该检测体系既避免了孢囊线虫ITS区异质现象而导致RFLP酶切图谱的差异,也弥补了RAPD技术的重复性差,结果不稳定的缺点。通过SCAR-PCR能够快速将玉米孢囊线虫从禾谷孢囊线虫、菲利普孢囊线虫、大豆孢囊线虫、旱稻孢囊线虫和甜菜孢囊线虫种群中区分开,极大的提高了检测效率。同时,对玉米孢囊线虫的单孢囊和单条2龄幼虫检测灵敏度高,检测阈值不低于1/2 000个孢囊和1/80单条2龄幼虫。因此,本试验设计开发的玉米孢囊线虫特异性引物(HzF1/HzR1)特异性强、操作简单、耗时短且能满足大批量样品检测需求,可用来对玉米孢囊线虫的传播、扩散进行监测预警,同时对有效防控玉米孢囊线虫的生产为害也具有重要作用。相关研究成果已申请国家发明专利,并获得授权。
![](/uploads/220914/1-22091421062NI.png)
(https://zhibao.henau.edu.cn/a/zhiwubinglixueke/20210505/293.html)。