大豆孢囊线虫的生物学特性及诱导抗性研究

摘要

大豆孢囊线虫(Heterodera glycines Ichinohe)(SCN)是一类重要的植物内寄生线虫，目前已经扩散到全世界种植大豆的国家和地区。我国14个省市均有SCN发生的报道。SCN最主要的寄主是大豆，还可侵染赤豆，菜豆，绿豆，豌豆和条纹胡枝子等作物和一些野草。SCN寄生大豆根部，能影响根系的生长，减少大豆根瘤的数量，严重时造成大豆减产甚至绝产。本文对寄生大豆和烟草的SCN的生物学特性及诱导抗性进行了研究，主要研究进展如下:
　　 1.对我国华东部分地区，包括安徽，江苏和上海等部分地区进行调查采样，从55份土壤样品中共分离并鉴定到14份SCN样品，SCN检出率为25.5％。在上海只获得了嘉定区一份样品，未检测到SCN。江苏省和安徽省的SCN检出率分别为26.7％和22.2％。其中，江苏省南通市的SCN检出率最高，为55.6％;而在昆山，大丰，盐城和泗洪等五个县市以及安徽的灵璧县均未检测到SCN;在所采集的6种作物样品中，只有大豆样品中检测到SCN。
　　 2.对采自浙江杭州，山西太谷和黑龙江哈尔滨的SCN群体进行生理小种鉴定，太谷和哈尔滨SCN群体均为4号小种，而杭州SCN群体为3号小种，并明确了杭州SCN群体在杭州的春大豆生长季一年发生3代。
　　 3.大豆孢囊线虫(SCN)和肾形肾状线虫(Rr)共同接种18天后，SCN的早期发育不受Rr的影响，并且对大豆的侵染能力比Rr强;接种线虫的处理均能降低大豆的根鲜重和株高;但是在接种30天后(dpi)，单独接种Rr的大豆根鲜重和株鲜重均最低，而接种SCN的根鲜重比对照增加。南方根结线虫(Mi)和SCN均能抑制大豆的地上部生长，降低株鲜重和株高，但是对根系的生长影响不大，甚至能刺激根系生长;在30 dpi，线虫数量随着接种量的增加而增多，但是接种量相同时，Mi的数量比SCN多。
　　 4.对采自河南省许昌市襄县烟草根部的孢囊线虫(SCN-HN)进行形态学和分子学鉴定，确定其为大豆孢囊线虫;SCN-HN能侵染生理小种的鉴别寄主（Peking，Pickett,PI90763，PI88988和Lee71），甚至少数能发育到三龄幼虫(J3)，但是不能完成发育。用SCN-HN接种烟草和大豆，在48 dpi，SCN-HN在烟草根部形成孢囊，但只在大豆根部形成一个J3;而用寄生大豆的山西SCN群体(SCN-SX)接种烟草和大豆，12 dpi在普通烟根部和30 dpi在本氏烟根部均只形成一个J3。因此，大豆不是SCN-HN的寄主，烟草也不是SCN-SX的寄主，SCN-HN是SCN的一个新的致病型。
　　 5.SCN-HN能侵染供试植物辣椒，番茄和茄子，但是在辣椒，茄子和番茄品种茄门800上不能完成发育，而在番茄品种杭杂一号和浙粉701上能发育成雌虫和雄虫。番茄品种杭杂一号和浙粉701是SCN-HN的侵染力较差的寄主。
　　 6.比较了寄生许昌烟草的SCN(SCN-HN)和南方根结线虫(Mi)对烟草的致病性差异。SCN-HN种群密度低时，对烟草的生长无抑制作用，甚至能刺激烟草的生长，但种群密度高时，能降低烟草的株鲜重和根鲜重;而Mi对烟草生长的抑制作用比SCN-HN强，无论接种量高低，均降低株鲜重和根鲜重;混合接种与单独接种相同数量的线虫相比，对植物的危害减小，甚至有补偿因Mi造成危害的作用。随着接种量的增加，SCN-HN的雌虫数量虽然有所增加，但是当达到相当高的密度时，种群间的竞争变得更加激烈，反而抑制了种群的增长;然而Mi的种群一直处于增长状态:两者混合接种，接种量低时，Mi的种群增长比SCN快，但是接种量高时，SCN-HN会抑制Mi的种群增长。
　　 7.水杨酸(SA)，茉莉酸(JA)，β-氨基丁酸(BABA)，2，6-二氯异烟酸(INA)和核黄素等五种化学诱导物处理大豆，均能一定程度上减少SCN的雌虫数量，但是只有BABA和INA的抑制率分别达到51％和53％。INA对大豆的生长具有毒害，能显著降低根鲜重，株鲜重和株高。BABA分别进行灌根、叶面喷雾和幼苗浸根处理，均能减少SCN的雌虫数量，其中灌根的效果最好。幼苗浸根导致植物矮小，灌根导致根鲜重下降，而叶面喷雾能降低株鲜重。
　　 8.根据rDNA-ITS序列，用PAUP4.0软件对采自不同寄主的SCN群体进行系统发育分析，显示SCN与其它孢囊线虫种间存在一定的遗传差异，而在SCN种内有一定的稳定性。寄生大豆的SCN群体与寄生烟草的SCN群体存在一定的种内变异，但无特异性。通过rDNA-ITS序列不能鉴别SCN的致病型。

目录

声明

课题来源

致谢

摘要

第一章 大豆孢囊线虫研究进展概述

1 大豆孢囊线虫的分类学地位

2 大豆孢囊线虫的危害

2．1 直接危害

2．2 间接危害

3 大豆孢囊线虫的鉴定

3．1 形态学鉴定

3．2 分子生物学鉴定

4 大豆孢囊线虫的生活史

5 大豆孢囊线虫的分布

6 大豆孢囊线虫的生理分化

6．1 生理小种

6．2 HG type

7 大豆孢囊线虫的寄主

7．1 国外的SCN寄主研究

7．2 国内的SCN寄主研究

8 防治

8．1 种植抗病品种

8．2 轮作

8．3 生物防治

8．4 诱导抗性

第二章 寄生大豆的大豆孢囊线虫生物学特性研究

第一节 华东部分地区大豆孢囊线虫的发生与分布

1 引言

2 材料与方法

3 结果与讨论

第二节 大豆孢囊线虫生理小种鉴定

1 引言

2 材料与方法

3 结果与讨论

第三节 大豆孢囊线虫杭州群体在春大豆上的生活史研究

1 引言

2 材料与方法

3 结果与讨论

第四节 线虫竞争对线虫发育和大豆生长的影响

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

第三章 寄生烟草的孢囊线虫生物学特性研究

第一节 寄生烟草的孢囊线虫形态学和分子学鉴定

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

第二节 寄生烟草的大豆孢囊线虫对鉴别寄主的反应

1 引言

2 材料与方法

3 结果

4 讨论

第三节 寄生烟草的大豆孢囊线虫对几种茄科植物的寄主适应性

1 引言

2 材料和方法

3 结果

4 讨论

第四节 寄生烟草的大豆孢囊线虫与南方根结线虫对烟草的致病性比较

1 引言

2 材料与方法

3 结果与讨论

第四章 化学诱导物对大豆孢囊线虫的诱导抗性研究

1 引言

2 材料和方法

2．1 供试植物和线虫

2．2 供试化学诱导物

2．3 试验设计

2．4 数据处理

3 结果

3．1 不同化学诱导物对SCN的防治效果和对植物生长的影响

3．2 BABA不同施用方法对SCN的防治效果和对植物生长的影响

4 讨论

第五章 大豆孢囊线虫系统发育分析

1 引言

2 材料和方法

2．1 供试线虫

2．2 rDNA-ITS区扩增

2．3 系统发育分析

3 结果与讨论

3．1 ITS区扩增结果

3．2 rDNA-ITS区系统发育分析

参考文献

附录A：常用仪器

附录B：常用试剂

附录C：常用试剂的配置