松材线虫病病原及寄主组织病理学研究综述

王晨

摘要：松材线虫病是一种松树毁灭性病害，该病自传入我国以来，已对我国造成巨大损失。现就松材线虫病的病原及感病寄主体内的组织病理学变化进行综述。

关键词：松材线虫病;病原;组织病理学

松材线虫病（pine wiltdisease），即松树萎蔫病，该病蔓延迅速、发病快、致死率高、防治难，被称为“松树的癌症”。松材线虫病是世界性森林病害，分布于美国、加拿大、中国、葡萄牙等多个国家。该病自1982年传人我国以来，已对我国造成巨大损失。现就松材线虫病的病原及感病寄主体内的组织病理学变化开展综述。

1松材线虫病病原的研究

1.1松材线虫学说

1969年，Tokushige和Kiyohara首次从病死枯树中分离到线虫，并提出松树枯萎与线虫有关。1971年，他们对黑松（Pinus thunlaergi）、赤松（P.densiflor）进行接种实验，确认该线虫具致病性。1972年，Mamiya Y.和Kiyohara T.将此线虫报道为新种Bursaphelencus ligni-colusm。但其实Steiner和Buhrer早在1934年就分离得到了松材线虫，并将其定名为Aphelenehoides xy-lophilus。1970年，Nickle将其命名为Bursaphelenehusxylophilus（steiner & Buhrer）Nielde新种。1981年，Nickle等根据种间杂交和形态学特征，认定Bursaphe-leneus lignicolus是Bursaphelenehus xylophilus的同物异名，最终将松材线虫学名修订为Bursaphelenchusxylophilus（Steiner&Buhrer，1934）Nickle，1970。

随后，许多研究者采用无菌松材线虫接种健康松树，发现均可导致松树萎蔫、死亡。Bolla等将松材线虫消毒后接种至欧洲赤松，发现松苗萎蔫枯死。Tamura采用无菌线虫接种黑松后，松树也出现枯萎。因此，长期以来，许多学者都认为松材线虫是松树萎蔫、枯死的因素。

1.2细菌学说

有学者认为，细菌在松材线虫致病过程中起重要作用。1980年，Oku H_等从松材线虫虫体和感病松树体内分离得到一株假单孢杆菌（Pseudomonas sp.），且接种试验表明该细菌可致松苗萎蔫，首次提出细菌与松材线虫病相关。1987年，Kusunoki观察寄主病变组织时发现，大量细菌存在于受破坏的树脂道、薄壁组织细胞内，且细胞壁被酶解的类型与细菌引起的病害相类似。Kawazu等从松材线虫体表分离到3种细菌，且这3种细菌能使黑松愈伤组织、悬浮培养细胞产生毒性物质，提出松材线虫病真正致病的是松材线虫及其携带的伴生致病细菌。

趙博光等从松材线虫体表分离得到洋葱伯克霍尔德氏菌（Burkholderia eepacia），采用无菌松材线虫或细菌单独接种黑松均不能使其发病，而两者混合接种则使黑松迅速萎蔫，提出松材线虫病是由松材线虫和伴生细菌共同侵染引起的复合侵染病害。

2感病寄主组织病理学变化研究

2.1皮层病变Mamiya研究发现，受松材线虫侵染后，茎部最早的变化是皮层树脂道遭破坏，此时线虫在该区域迁移活动。Ishida等采用有毒和无毒的线虫分别接种黑松，发现接种早期线虫的活动被限制在皮层和轴向的病变细胞内，线虫横穿整个形成层的活动较少。该阶段，被破坏的皮层树脂道周围常能观察到木栓化作用;接种无毒线虫后，茎部围绕树脂道的皮层薄壁细胞形成了创伤周皮，但反应并未扩大，这被认为是一种抗性反应。Yamda和Ito发现在受有毒线虫侵染后，茎部树脂道周围的皮层细胞大范围坏死，且细胞坏死发展至木质部，甚至形成层嗍。

2.2木质部病变随着病程的发展，茎部组织病变扩展到木质部。研究表明，受松材线虫侵染后木质部细胞的第一个反应就是木质部薄壁细胞的脂肪滴染色反应改变。健康松树的木质部射线薄壁细胞和轴向薄壁组织中含有许多脂肪滴，能被苏丹III染成黄色，耐尔蓝染成粉红色。Kusunoki研究发现，接种松材线虫仅几天后，脂肪滴就消失。他采用线虫接种松树后，采用苏丹III对茎部进行染色结果显示橙红色、耐尔蓝染色则显示蓝色，这说明茎部组织内脂肪滴消失。

木质部细胞的第二个病理学反应是木射线、木质部轴向薄壁细胞和皮层细胞质染色反应的改变。接种线虫后，木质部和皮层薄壁细胞的细胞质被耐尔蓝染成蓝色、番红固绿染成紫红色，在早期的文献中该反应被称为“变性”。研究发现，木质部“变性”薄壁细胞与木质部栓塞的分布区相同，但发生面积比木质部栓塞的横截面更广，这暗示了木质部薄壁细胞的“变性”可能诱导了木质部栓塞。

管胞空穴化是感病松树木质部另一个重要反应。Kumda等发现，黑松感染松材线虫后，管胞内单萜烯、倍半烯的含量明显增加，这些物质呈气化状态进入管胞，使得管胞不能进水，形成空穴，致使松树水分输导受阻。

近年来，研究表明，松材线虫侵染松树后，松树茎部细胞发生了细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）。PCD是生物体为了自身发育或抵抗外界不良环境，在基因控制下采取的主动地、有序的死亡方式，并伴随着细胞形态学和分子生物学等方面的特征。厉艳研究发现，在松材线虫侵染早期，茎部皮层薄壁细胞陆续发生PCD的典型特征;且随着时间推移，PCD发生的数量和程度不断增加。金钢研究也表明，松材线虫侵染黑松后，诱导寄主发生系统而持续的细胞程序性死亡;同时，寄主薄壁细胞PCD的发生与胞质内游离钙离子浓度变化和钙离子分布转移有关，钙离子可能是触发细胞发生PCD的因子幽。