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

刘荣荣, 王 暄, 李红梅, 王 珍, 刘海璐

(南京农业大学植物保护学院,农作物生物灾害综合治理教育部重点实验室, 南京 210095)

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

刘荣荣, 王 暄, 李红梅*, 王 珍, 刘海璐

(南京农业大学植物保护学院,农作物生物灾害综合治理教育部重点实验室, 南京 210095)

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。

菲利普孢囊线虫; 禾谷孢囊线虫; 复合侵染; 群体密度; 双重PCR检测

小麦孢囊线虫cereal cyst nematode(CCN)是危害小麦、大麦、燕麦等作物的重要病原线虫类群,目前在欧洲、亚洲、澳洲、美洲及非洲的40多个国家有发生和危害[1],对世界禾谷类作物尤其是小麦的生产和种植造成了极大的损失。CCN是由11个种组成的复合种群[2],其中禾谷孢囊线虫Heteroderaavenae、菲利普孢囊线虫H.filipjevi和麦类孢囊线虫H.latipons被认定是最具经济影响力、危害最为严重的种类[3]。禾谷孢囊线虫于1989年首次报道在我国湖北省天门县小麦上有发生[4],迄今已在河南、河北、山东、安徽、江苏等16个省市有分布[5],发生面积高达300万hm2,且有继续扩大蔓延的趋势[6]。菲利普孢囊线虫于2010年在河南省临颍、许昌、卫辉、延津首次被发现[7],此后在河南省博爱县[8]和安徽省宿州[9]的小麦上也发现了菲利普孢囊线虫,因此,摸清菲利普孢囊线虫在我国小麦种植大省河南省的发生分布以及与禾谷孢囊线虫复合侵染的危害情况已迫在眉睫。

禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫不仅在形态上存在差异[7],而且在2龄幼虫的孵化特性上也存在差异。2龄幼虫是CCN侵染小麦根系的唯一虫态,2龄幼虫的孵化和侵染与小麦的生长发育期密切相关。在我国冬小麦产区,禾谷孢囊线虫群体需要经过一段时间的低温(5～7℃)处理打破滞育后才能够大量孵化2龄幼虫[10-11],2龄幼虫的侵染高峰出现在春季小麦返青期[12];而菲利普孢囊线虫没有滞育现象,自然条件下,2龄幼虫从冬小麦播种的10月就开始孵化,一直到来年的4月结束,高峰出现在10月和来年的2月[13-14],只要有合适的寄主存在,2龄幼虫就会孵化,因此对小麦根系的持续侵染期更长,造成的危害也更为严重。此外,在我国黄淮麦区还存在菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫的多种致病型混合侵染小麦的现象[15],二者的复合侵染加重了小麦的产量损失,同时给抗病品种的推广以及小麦孢囊线虫的防控带来了极大的挑战。

河南省每年小麦种植面积在530万hm2以上,位居全国第一[16],CCN的发生面积已达117万hm2,且呈现不断加重的趋势[17]。在2014年和2015年的小麦抽穗扬花期,作者对河南省小麦主产区的8个地级市19个县市小麦田进行了菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫发生情况的调查,分析了采集样品的孢囊密度,并利用双重PCR检测技术[18]进行了样品CCN种类的快速鉴定,克服了传统形态学鉴定对技能要求高、耗时长、人为误差大的劣势。本文通过系统了解菲利普孢囊线虫和禾谷孢囊线虫在河南省的单独侵染或复合侵染的发生情况和危害程度,为指导河南省小麦品种布局和CCN综合防治提供依据,对稳定我国小麦生产,保障粮食安全具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 田间调查和采样方法

分别在2014年和2015年的4-5月小麦抽穗扬花和灌浆期对河南省小麦主产区进行菲利普孢囊线虫和禾谷孢囊线虫单独或复合侵染发生的初步调查。在河南省商丘、漯河、许昌、新乡、鹤壁、安阳、濮阳、焦作等8个地区19个县市的小麦田,采取田间5点随机取样的方法,并有针对性地选取植株矮小、叶片发黄和生长稀疏的小麦地块进行采样。拔取小麦植株,观察根系是否成团,须根是否分叉较多,根系上是否有白色亮晶状的雌虫存在。在发现有CCN的田块,按5点法随机拔取小麦植株,剪去植株地上部分,同时取根际10 cm深的土样约1 kg与小麦根样混合装袋,密封标记后运回实验室,同时详细记录采集地的地理信息数据和农业栽培相关信息,包括小麦品种、前茬作物、土壤质地以及灌溉情况等。

1.2 孢囊的分离和计数

在室内将根际土样自然风干后取混合均匀的土样100 mL,采用漂浮过筛法分离孢囊[19],收集100目筛网上的残余物,将其淋洗入有滤纸的漏斗,过滤后在体视镜下,用毛笔和挑针将滤纸上的孢囊全部挑出,分别统计饱满孢囊和空孢囊的数量。每个样品重复分离3次。从每个样品的饱满孢囊中随机挑取20个,分别放在载玻片上的水滴中,用挑针压破使孢囊中的虫卵全部散出,统计单孢囊的卵量。计算总孢囊量、饱满孢囊率和卵量(粒/孢囊),并运用S-Plus软件对所有数据进行统计方差分析。

1.3 CCN种类的双重PCR检测

挑取各样品的饱满孢囊10个,参考王暄等[20]的方法分别提取单个孢囊的DNA。将单孢囊置于预先滴加20 μL裂解缓冲液的载玻片上,用挑针挑破孢囊并把卵压碎,再回收至200 μL PCR管中;液氮中冷冻1 min,65℃水浴2 min,重复3次;最后65℃温育1.5 h,95℃处理10 min,14 000 r/min 离心1 min,取上清液于-20℃保存备用。

利用双重PCR技术对各样品的10个单孢囊DNA样品分别进行检测,利用基于线粒体细胞色素氧化酶1区(mtDNA-CO Ⅰ)序列设计的禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫的上游特异性引物 HaF8(5′-GCT CAT CAT ATA TTT GTT GTT GGT-3′)和HfF9(5′-ATT TTG CCG GCA TTT GGT CTG G-3′),以及下游通用引物HafR8(5′-CCC TTA AAC CTC CAA CAG TA-3′)[18],在25 μL反应体系中,DNA模板1 μL,引物HaF8∶HfF9∶HafR8 浓度比为0.24∶0.16∶0.4 μmol/L,2.5 mmol/L dNTPs 2 μL,10×ExTaqBuffer 2.5 μL,25 mmol/L MgCl22 μL以及ExTaqDNA聚合酶0.1 μL,ddH2O补足至25 μL。扩增反应条件为:94℃ 3 min;94℃ 30 s,退火温度58℃ 30 s,72℃ 30 s,35个循环;72℃延伸10 min。扩增产物在1.2%琼脂糖凝胶上电泳检测。根据各样品10个孢囊DNA样品扩增出的条带大小来判断所采集的田间样品是禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫的单一侵染还是复合侵染。

2 结果与分析

2.1 CCN在河南省的发生调查及群体密度分析

从河南省8个地区19个县市共采集了61份CCN的小麦根围土样,土壤质地主要是旱地沙壤土,采样地的耕作体系主要是小麦和玉米轮作。从调查结果(表1)可以看出,各地区样品的平均饱满孢囊密度差别较大,CCN发生严重程度由高到低依次为商丘、鹤壁、安阳、新乡、濮阳、许昌、焦作、漯河, 其中,商丘地区样本的平均饱满孢囊密度最大,达43.0个/100 mL土,其次是鹤壁地区,样本的平均饱满孢囊密度达到18.1个/100 mL土,安阳、新乡和濮阳地区样品的平均饱满孢囊密度分别为14.4、11.9和11.4个/100 mL土。

不同县市采样地块中的孢囊密度也存在较大的差别,小麦孢囊线虫发生最严重的是商丘地区虞城县,病田的CCN孢囊密度达107.4个/100 mL土,平均饱满孢囊率高达73.0%,且平均单孢囊卵量达225.2粒;此外,鹤壁地区淇滨区和新乡地区延津县的麦田发病也较重,其中淇滨区病田的平均孢囊密度达86.3个/100 mL土,平均饱满孢囊率为35.1%,平均单孢囊卵量达201.4粒;延津县病田的平均孢囊密度为68.6个/100 mL土,平均饱满孢囊率为28.9%,平均单孢囊卵量为139.9粒。而临颍县、许昌县、原阳县、淇县和濮阳县病田的平均孢囊密度均小于20个/100 mL土。调查结果表明,CCN在商丘地区发生普遍而严重,病田的孢囊密度、平均饱满孢囊率和平均单孢囊卵量都较高,这与我们在小麦抽穗扬花期调查时,在该地区常发现点片状发病严重的田块情况相吻合。病株呈现明显矮化,叶片枯黄早衰,麦穗短小,根系呈现严重的须根团状,可见大量的白雌虫。

表1河南省八地区不同县市小麦CCN种类发生和群体密度分析

Table1OccurrenceandpopulationdensityofcerealcystnematodesonwheatindifferentcountiesofeightdistrictsfromHenanProvince

地区District县/市County/City样本数/个Numberofsamples采集总数Totalcollection禾谷孢囊线虫H．avenae菲利普孢囊线虫H．filipjevi混合发生Mixinfection土壤中孢囊密度/个·(100mL)-1Numberofcystsinthesoil饱满孢囊率/%Averagefreshcystrate单孢囊卵量/粒Eggspercyst土壤中饱满孢囊密度/个·(100mL)-1Averagenumberoffreshcystsinthesoil商丘Shangqiu永城市Yongcheng1556438．559．2141．1±34．143．0夏邑县Xiayi5-2355．949．9137．2±39．5虞城县Yucheng31-2107．473．0225．2±41．8漯河Luohe临颍县Linying74-313．237．1142．2±25．24．9许昌Xuchang许昌县Xuchang62-414．544．8137．3±47．26．5新乡Xinxiang卫辉市Weihui21-138．811．6152．7±2．711．9延津县Yanjin33--68．628．9139．9±51．3原阳县Yuanyang33--16．249．4172．1±62．3新乡县Xinxiang22--63．624．1184．1±54．5鹤壁Hebi淇县Qi22--16．536．4114．6±3．218．1淇滨区Qibin11--86．335．1201．4±76．7安阳Anyang汤阴县Tangyin11--40．331．5145．5±8314．4滑县Hua11--37．720．492．2±36．4安阳县Anyang11--50．345．1230．3±79．8濮阳Puyang南乐县Nanle22--31．439．8187．2±13．011．4清丰县Qingfeng33--39．036．9152．9±64．4濮阳县Puyang11--12．359．3115．3±89．6焦作Jiaozuo博爱县Boai2-1135．29．9203．4±47．55．2焦作市Jiaozuo1--124．328．8140．1±47．6合计Total6133919

2.2 双重PCR检测CCN种类发生情况

利用双重PCR技术对采集的61份样品的CCN种类进行了检测,每份样品选取10个单孢囊DNA为模板,利用禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫特异性上游引物HaF8、HfF9,以及二者共同下游引物HafR8,扩增mtDNA-CO Ⅰ区,结果揭示,有33份为禾谷孢囊线虫单一侵染样品,占总样品数的54.1%,有9份为菲利普孢囊线虫单一侵染样品,其余19份样品为菲利普孢囊线虫和禾谷孢囊线虫复合侵染样品。

电泳结果显示,每个单孢囊DNA模板均能扩增出单一条带,禾谷孢囊线虫单孢囊DNA可扩增出约200 bp的特异性条带,而菲利普孢囊线虫单孢囊DNA可扩增出约320 bp的条带。若1份CCN样品中随机挑取10个孢囊所提取的DNA均扩增出约200 bp的条带,表明为禾谷孢囊线虫单一群体,即来自禾谷孢囊线虫单独侵染的田间样本,例如安阳市滑县庄营样本(图1a);若均扩增出320 bp的条带,即来自菲利普孢囊线虫单独侵染的田间样本,如商丘市永城市酇阳镇翟楼村样本(图1b);若扩增出的单一条带大小有200 bp或320 bp两种,表明它们为禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫群体的混合,来自二者复合侵染的田间样本,例如商丘市永城陈官庄镇胡庄村样本(图1c)。

双重PCR技术检测出采自安阳、鹤壁、濮阳3个地区的12份样品均为禾谷孢囊线虫单一群体,而其他5个地区的样品则为菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫群体分别单独侵染或二者复合侵染的样品(表1)。菲利普孢囊线虫单一侵染样品有9份,其中有8份采自商丘地区,有1份采自焦作地区,样品具体采集地理信息及孢囊群体密度见表2。从表中可以看出,夏邑县何营乡孟大桥村的菲利普孢囊线虫发生严重程度最高,平均总孢囊密度达135.3个/100 mL土,平均饱满孢囊率高达92.7%,土里卵量为208.8粒/mL,已经严重超过了小麦正常生长允许的经济阈值。此外,菲利普孢囊线虫单一侵染主要集中分布在商丘的永城市,其中酇阳镇翟楼村、十八里镇方庄和芒山镇张庄村样品的平均总孢囊密度分别为102.3、89.0、56.0个/100 mL土,土里卵量分别为145.4、55.0和22.4粒/mL,也都超过了经济阈值。焦作地区博爱县清化镇罗庄村样品的平均总孢囊密度为14.0个/100 mL土,平均单孢囊卵量达237.0粒,土里卵量为2.6粒/mL,菲利普孢囊线虫发生程度相对较轻。

图1 河南省小麦孢囊线虫群体的双重PCR检测Fig.1 Duplex-PCR detection of cereal cyst nematodes on wheat in Henan Province

2.3 菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫复合侵染

在调查中发现19份菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫混合发生的样品,主要采自商丘地区的永城市、夏邑县和虞城县,漯河地区的临颍县以及许昌地区的许昌县,具体采集地理信息及CCN群体密度见表3。利用双重PCR技术对混合发生样品中菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫的孢囊占比进行了分析,从表3可以看出,商丘地区夏邑县的会亭镇关仓村和关常楼村、虞城县站集镇东叶庄和利民镇蔡庄村、许昌地区许昌县的将官池镇秋湖村以及焦作地区的博爱县清化镇倒槐树村等6份复合侵染样品中,菲利普孢囊线虫的孢囊占比在70%～90%之间,表明菲利普孢囊线虫在复合侵染群体中占优势;而商丘地区永城市的茴村镇小李庄、十八里镇七里店村以及夏邑县郭店乡郭店村、漯河地区临颍县的窝城镇湖里曹村、王孟乡宋庄村和前杨村、许昌地区许昌县将官池镇郭集村以及新乡地区的卫辉市汲水镇八里屯村等8个复合侵染样品中,禾谷孢囊线虫的孢囊占比在70%～90%之间,表明禾谷孢囊线虫在复合侵染群体中占优势。在其余5份复合侵染样品中,禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫各自孢囊占比在40%～60%之间,表明两种线虫的群体密度相当。

表2菲利普孢囊线虫在河南省小麦主产区单独侵染的发生情况

Table2OccurrenceofthepureinfectionofHeteroderafilipjevionwheatinmaingrowingareaofHenanProvince

地区District采样地点Collectionlocation东经Eastlongitude北纬Northlatitude土壤中孢囊密度/个·(100mL)-1Numberofcystsinthesoil平均饱满孢囊率/%Averagefreshcystrate单孢囊卵量/粒Eggspercyst土壤中卵量/粒·mL-1Numberofeggsinthesoil商丘Shangqiu永城市十八里镇方庄Fangzhuang，Shibali，Yongcheng116°19′50．49″33°57′04．52″89．048．3128．0±46．355．0永城市十八里镇魏庄Weizhuang，Shibali，Yongcheng116°19′07．35″33°57′35．22″19．012．0152．1±86．43．5永城市酇阳镇翟楼村Zhailou，Cuoyang，Yongcheng116°14′17．63″33°59′47．69″102．365．3217．7±71．6145．4永城市酂阳镇酂北村Cuobei，Cuoyang，Yongcheng116°13′10．36″34°00′20．78″11．07．0130．0±61．21．0永城市芒山镇张庄村Zhangzhuang，Mangshan，Yongcheng116°28′36．19″34°09′43．49″56．031．7126．1±79．322．4永城市薛湖镇王新庄村Wangxinzhuang，Xuehu，Yongcheng116°27′36．04″34°08′48．52″7．72．395．4±70．50．2夏邑县济阳镇济西村Jixi，Jiyang，Xiayi115°57′24．59″34°10′10．31″30．713．7146．2±50．56．1夏邑县何营乡孟大桥村Mengdaqiao，Heying，Xiayi116°06′39．92″34°11′20．29″135．392．7166．5±89．4208．8焦作Jiaozuo博爱县清化镇罗庄村Luozhuang，Qinghua，Boai113°05′10．79″35°08′06．65″14．07．7237．0±114．02．6

表3禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫在河南省小麦主产区复合侵染的发生情况Table3OccurrenceofthemixedinfectionofHeteroderaavenaeandH.filipjevionwheatinmaingrowingareaofHenanProvince

地区District采样地点Collectionlocation东经Eastlongitude北纬Northlatitude土壤中孢囊密度/个·(100mL)-1Numberofcystsinthesoil平均饱满孢囊率/%Averagefreshcystrate混合群体中孢囊占比/%Percentageofcystsinmixedpopulations禾谷孢囊线虫H．avenae菲利普孢囊线虫H．filipjevi商丘Shangqiu永城市陈官庄镇胡庄村Huzhuang，Chenguanzhuang，Yongcheng116°35′22．36″34°00′57．57″88．065．96040永城市茴村镇小李庄Xiaolizhuang，Huicun，Yongcheng116°31′04．91″33°58′43．00″53．052．89010永城市十八里镇七里店村Qilidian，Shibali，Yongcheng116°19′43．46″33°57′21．10″15．766．09010永城市马牧镇胡暗楼Hu′anlou，Mamu，Yongcheng116°11′10．14″34°01′31．01″12．747．46040夏邑县会亭镇关仓村Guancang，Huiting，Xiayi116°05′45．89″34°04′44．65″75．328．31090夏邑县会亭镇关常楼村Guanchanglou，Huiting，Xiayi116°05′46．18″34°04′45．37″2．371．43070夏邑县郭店乡郭店村Guodian，Guodian，Xiayi116°05′25．40″34°08′34．98″35．729．09010虞城县站集镇东叶庄Dongye，Zhanji，Yucheng115°52′39．40″34°13′09．41″191．781．02080虞城县利民镇蔡庄村Caizhuang，Limin，Yucheng115°42′23．26″34°18′37．26″12．773．71090漯河Luohe临颍县窝城镇湖里曹村Hulicao，Wocheng，Linying114°02′23．38″33°55′23．34″40．019．29010临颍县王孟乡宋庄村Songzhuang，Wangmeng，Linying113°56′29．13″33°56′28．78″1．720．09010临颍县王孟乡前杨村Qianyang，Wangmeng，Linying113°57′21．27″33°56′58．69″1．350．07030许昌Xuchang许昌县将官池镇南文庄村Nanwenzhuang，Jiangguanchi，Xuchang113°55′40．68″33°58′21．64″34．345．65050许昌县将官池镇齐庄村Qizhuang，Jiangguanchi，Xuchang113°55′08．43″33°58′22．64″4．033．34060许昌县将官池镇秋湖村Qiuhu，Jiangguanchi，Xuchang113°55′51．23″33°59′20．81″4．721．43070许昌县将官池镇郭集村Guoji，Jiangguanchi，Xuchang113°55′07．43″33°58′13．66″22．362．79010

续表3Table3(Continued)

地区District采样地点Collectionlocation东经Eastlongitude北纬Northlatitude土壤中孢囊密度/个·(100mL)-1Numberofcystsinthesoil平均饱满孢囊率/%Averagefreshcystrate混合群体中孢囊占比/%Percentageofcystsinmixedpopulations禾谷孢囊线虫H．avenae菲利普孢囊线虫H．filipjevi新乡Xinxiang卫辉市汲水镇八里屯村Balitun，Jishui，Weihui114°02′55．71″35°26′42．22″52．08．39010焦作Jiaozuo博爱县清化镇倒槐树村Daohuaishu，Qinghua，Boai113°07′08．47″35°10′25．68″56．39．53070焦作市中站区朱村Zhu，Zhongzhan，Jiaozuo113°09′22．54″35°12′37．94″24．328．86040

3 讨论

目前,危害我国麦类作物的CCN种类只有禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫这两种,禾谷孢囊线虫在我国16个省市自治区有分布[5],而菲利普孢囊线虫已报道在河南省漯河地区临颍县、许昌地区许昌县、新乡地区卫辉市和延津县以及焦作地区博爱县以及安徽省宿州有分布[7-9],但关于这些地区是否存在菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫混合发生的情况尚不得而知。本文作者对2014年至2015年间采集的河南省小麦主产区8个地区19县市61份CCN样品的孢囊密度进行了分析,并结合双重PCR检测技术进行了CCN种类鉴定,揭示出菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫不仅在前人报道的临颍县、许昌县、卫辉市和博爱县有混合发生,且在本文调查的商丘地区永城市、夏邑县和虞城县发生也很普遍。从与安徽和山东两省接壤的商丘地区采集的23份样品中,有菲利普孢囊线虫侵染的样品高达73.9%,其中菲利普孢囊线虫单一侵染样品有8份,与禾谷孢囊线虫混合发生的样品有9份,禾谷孢囊线虫单一侵染样品只有6份;此外,菲利普孢囊线虫单一侵染主要发生在与安徽省接壤的永城市和夏邑县,侵染田块的孢囊密度普遍较高,夏邑县何营乡孟大桥村、永城市酇阳镇翟楼村、十八里镇方庄以及芒山镇张庄村样品的平均总孢囊密度都高于50个/100 mL土,表明商丘地区是河南省菲利普孢囊线虫的重发区。

小麦孢囊线虫于1990年在河南省郑州市郊区须水乡麦田被发现,受害麦苗呈现大面积变黄、矮化,严重的成片枯死[21],随后于1997年在河南省安阳市原种场的小麦根部发现了大量的孢囊,经鉴定确认为禾谷孢囊线虫[22]。2005年在河南省安阳、新乡、郑州部分地区的小麦上孢囊线虫的发生已经比较普遍,一般使小麦减产20%～30%,严重地块减产可达50%以上,甚至毁种绝收[23]。河南农业大学和河南省植保植检站于2007年对河南省小麦禾谷孢囊线虫发生情况进行普查,发现除信阳和南阳地区外,其他16个地区市均有小麦孢囊线虫的发生,部分地块小麦产量损失严重[24]。河南省地处我国黄淮冬麦区的东部,是全国小麦播种面积和总产量最高的地区,对中国的粮食安全影响巨大[25]。由于受地形、降水、气温、日照、土壤等因素的相互叠加影响,河南省低山丘陵与平原分界明显,小麦产量的区域差异比较明显;东部黄淮海平原和南阳盆地中部及东南部为河南省的小麦主产区和高产区,豫北、豫西丘陵山区和南阳盆地边缘丘岗地区是全省的主要旱作区,为小麦的较适宜种植区[26]。本文对河南省小麦主产区的CCN发生危害情况进行了初步调查,区域包括了豫西北的焦作和新乡地区、豫东北的安阳、鹤壁和濮阳地区以及豫东平原区的商丘、许昌和漯河等8个地区,发现CCN在河南小麦主产区普遍发生,而且群体密度普遍偏高;CCN在商丘、鹤壁、安阳这3个地区的群体密度相比其他5个地区要高;在安阳、鹤壁和濮阳地区的CCN病田主要为禾谷孢囊线虫单一侵染,而其他5个地区为菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫的单一侵染和复合侵染发生区域。本文首次较为详细地报道了CCN在河南省小麦主产区的种类及发生和危害情况。

长期以来人们认为在中国发生的小麦孢囊线虫都是禾谷孢囊线虫。2010年Peng等[7]首次报道在河南省有菲利普孢囊线虫的发生。菲利普孢囊线虫不仅形态学特征与禾谷孢囊线虫不同,其生物学特性也有较大差异。在我们调查的商丘地区,菲利普孢囊线虫与禾谷孢囊线虫的复合侵染发生很普遍,而且菲利普孢囊线虫单独侵染田块的孢囊密度普遍较高,例如夏邑县何营乡孟大桥村土壤中菲利普孢囊线虫卵量可达208.8粒/mL,已经严重超过了小麦正常生长允许的经济阈值;在澳大利亚南部土壤中CCN的卵初始密度为5粒/g土时,可造成小麦产量损失10%[27]。我们的调查结果表明,菲利普孢囊线虫对河南省小麦产量的影响是显而易见的,田间危害症状很明显,穗短、穗枯、植株早衰现象严重。

小麦孢囊线虫主要通过土壤和水流传播,也可通过农业机械、农事操作、人畜携带的方式传播,农业耕作制度的改变以及联合收割机的推广应用,为CCN远距离传播提供了便利条件[28]。菲利普孢囊线虫借助现代农业机械从河南省快速蔓延至周边省份的可能性很大,近期在安徽省宿州地区发现了菲利普孢囊线虫的新分布[9],表明菲利普孢囊线虫从河南省扩散传播至接壤的江苏、安徽和山东等省的潜在态势非常严峻。因此,我国农业主管部门对菲利普孢囊线虫的危害严重性应有所认识,应加大防控力度来延缓CCN在我国蔓延扩散的速度,保障我国粮食生产的安全。

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(责任编辑： 杨明丽)

SurveyoftheoccurrenceofHeteroderafilipjeviandH.avenaeonwheatinmaingrowingareainHenanProvince

Liu Rongrong, Wang Xuan, Li Hongmei, Wang Zhen, Liu Hailu

(KeyLaboratoryofIntegratedManagementofCropDiseasesandPests,MinistryofEducation,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China)

In order to clear the occurrence ofHeteroderafilipjeviandH.avenaeon wheat in main growing area of Henan Province, China, we carried out the field survey by random sampling during May of year 2014 and 2015. Total 61 samples of cereal cyst nematodes (CCN) with root and soil were collected from 19 counties of 8 districts, including Shangqiu, Luohe, Xuchang, Xinxiang, Hebi, Anyang, Puyang and Jiaozuo, and the cyst densities of samples were analyzed. The results showed that the cyst densities of samples collected from district Shangqiu, Xinxiang, Hebi, Anyang and Puyang were higher and the CCN occurrence was severer than those from other three districts. The CCN species of samples were rapidly identified using the duplex-PCR technique. The detection analysis revealed that 33 samples were collected from wheat field solely infected withH.avenae, 9 samples solely infected withH.filipjevi, and 19 samples co-infected withH.filipjeviandH.avenae.H.filipjeviwas mainly collected from Shangqiu, Luohe, Xuchang, Xinxiang and Jiaozuo districts and it was the most common CCN species in Shangqiu district. The study provided the useful information for distribution of wheat varieties cultivation and integrated control of CCN in Henan Province.

Heteroderafilipjevi;H.avenae; co-infection; population density; duplex-PCR detection

调查研究Investigations

S 512.1

： ADOI： 10.3969/j.issn.0529-1542.2017.05.027

2016-12-10

： 2017-03-29

公益性行业(农业)科研专项(201503114)；国家自然科学基金(31471751)

* 通信作者 E-mail：lihm@njau.edu.cn