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The effects of nutrient elements on the hatching of cyst and vitality of secondary stage juvenile of cereal cyst nematode

不同营养元素对小麦禾谷孢囊线虫孵化及二龄幼虫存活的影响



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  43(3): 333 ̄336(2013)
收稿日期: 2012 ̄04 ̄06ꎻ 修回日期: 2013 ̄03 ̄06
基金项目: 国家公益性行业( 农业) 科研专项基金(200903040)ꎻ 河南省重点科技攻关项目(072102160007)
通讯作者: 李洪连ꎬ教授ꎬ主要从事小麦土传病害研究ꎻ Tel: 0371 ̄63558791ꎬE ̄mail: honglianli@sina. comꎮ
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研究简报
不同营养元素对小麦禾谷孢囊线虫孵化
及二龄幼虫存活的影响
王振跃ꎬ 施 艳ꎬ 袁虹霞ꎬ 杨卫星ꎬ 李洪连∗
(河南农业大学植物保护学院ꎬ 郑州 450002)
The effects of nutrient elements on the hatching of cyst and vitality of secondary
stage juvenile of cereal cyst nematode  WANG Zhen ̄yueꎬ SHI Yanꎬ YUAN Hong ̄xiaꎬ YANG
Wei ̄xingꎬ LI Hong ̄lian  (College of Plant Protectionꎬ Henan Agricultural Universityꎬ Zhengzhou 450002ꎬ Henan Prov ̄
inceꎬ China)
Abstract: The impacts of soil nutrient elements on cereal cyst nematode were studied. The results showed that
the mortality rate of secondary stage juvenile(J2)treated with N or P at different concentrations as well as 6 fold
concentration of K was obviously higher than that of controlꎬ while the other three elements showed no differ ̄
ence. With respect to the minor elementsꎬ the mortality rate was higher than control when treated with Mn at a
concentration over 5 fold and the mortality raised by the increase of concentration. Each Cu treatment increased
the mortality significantly as compared with the control.
Key words: cereal cyst nematodeꎻ nutrient elementꎻ mortality
文章编号: 0412 ̄0914(2013)03 ̄0333 ̄04
    小麦禾谷孢囊线虫 (Cereal Cyst Nematodeꎬ
CCN)病是一种世界性病害ꎬ主要为害小麦(Tritic ̄
um aestivum)、大麦(Hordeum vulgare)、燕麦(Ave ̄
na saliva)、黑麦(Secale cereale)等禾本科植物[1]ꎬ
近年来该病害在全世界发展迅速并造成严重经济
损失ꎬ在我国ꎬ已证实该线虫在北京、山东、河南、河
北、安徽等 16 个省、市、自治区均有分布ꎬ发病面积
约 200 万 hm2ꎬ在河南省 18 个省辖市中已有 16 个
市有该病害发生ꎬ发病面积达 170 万 hm2 以上[2]ꎬ
造成严重的经济损失ꎮ
目前ꎬ我国对小麦禾谷孢囊线虫病的研究仍处
于初级阶段ꎬ缺少比较系统深入的研究ꎮ 本文拟通
过研究不同营养元素对禾谷孢囊线虫孵化和存活
的影响ꎬ为病害防治工作奠定基础ꎬ同时为其他线
虫的研究提供借鉴ꎮ
1  材料与方法
1. 1  供试孢囊和线虫
供试孢囊从郑州市须水镇白家庄小麦田土壤
中分离获得ꎬ经形态和分子鉴定为燕麦孢囊线虫(
Heterodera avenae)ꎬ采集的孢囊孵化获得供试二
龄幼虫(J2)ꎮ
1. 2  供试试剂
硫酸铵(NH4) 2SO4、过磷酸钙 Ca(H2PO4) 2􀅰
H2O、硫酸钾 K2SO4、钼酸钠 Na2MoO4􀅰2H2O、硫
酸铜 CuSO4􀅰5H2O、硼酸钠 Na2B4O7􀅰10H2O、硫
酸锰 MnSO4􀅰5H2O、硫酸锌 ZnSO4􀅰7H2Oꎬ用去
 
植物病理学报 43 卷
离子水作对照ꎮ
1. 3  试验方法
1. 3. 1  无机化合物离子溶液的配制  以去离子水
为溶剂ꎬ根据河南省土壤所含营养元素的平均浓度
(mg / kg)ꎬN = 1 600ꎬP = 1 040ꎬK = 4 × 104ꎬMo =
4. 76ꎬB =172ꎬZn =90. 9ꎬ Cu =18. 5ꎬ Mn =510[3]ꎬ
设置不同的营养元素浓度ꎬN、P、K 分别设置为上
述浓度的 1 倍、2 倍、4 倍、6 倍浓度ꎬ其余的微量元
素:Mo、B、Zn 、Cu和 Mn设置为上述浓度的 1 倍、
5 倍、10 倍、20 倍浓度ꎬ121℃高压灭菌 30 minꎮ
1. 3. 2   分离孢囊  在小麦收获后采集 0 ~ 15 cm
深度的土样ꎬ将样品在室内风干 2 -3 周ꎬ用直径为
1 mm的土壤分样筛去砂粒和大的土壤颗粒ꎬ每小
区分别筛取 300 g 细土ꎬ采用漂浮器分离法分离孢
囊ꎮ 预先将漂浮器和 80 目筛子淋湿ꎬ漂浮筒内灌
满清水ꎬ将风干的土样放在顶筛中ꎬ用水流冲洗ꎬ使
其全部淋洗到漂浮筒内ꎬ并从环颈水槽流到筛子
中ꎮ 将筛上物收集到培养皿中ꎬ挑出孢囊用无菌水
冲洗干净后放入 4℃冰箱备用ꎮ
1. 3. 3  二龄幼虫的处理  挑选个体饱满、大小均
匀、颜色鲜亮的线虫孢囊ꎬ分离后经 0. 5% NaClO
表面消毒 10 minꎬ用无菌水冲洗 3 次ꎬ置于 96 孔板
中ꎬ将灭菌营养元素溶液注入孔中ꎬ每孔中放置 1
个孢囊ꎬ12 个孢囊 1 个处理ꎬ每处理设置 3 个重
复ꎬ4℃冰箱内放置 10 周ꎬ后置于 15℃人工气候箱
内黑暗处理ꎬ其间每 48 h 更换离子溶液ꎬ15℃条件
下放置一段时间后开始调查孵化的二龄幼虫 J2 数
量ꎬ并调查 J2的死亡率ꎮ
1. 3. 4  二龄幼虫死亡率调查方法  将曙红染料用
Ringers液配制成 0. 5%的染色液ꎬ然后将分离的线
虫液离心 2 次ꎬ每次 5 min(1 500 rpm / min)ꎬ沉淀
的线虫用染色液染色 5 min(温度在 10℃以上)ꎬ光
学显微镜下观察线虫死亡情况ꎬ死亡线虫一般呈弓
形或僵直状态ꎬ且体内被染色液染成红色ꎬ而活虫
则不被染色ꎮ
2  结果与分析
2. 1  大量元素对小麦禾谷孢囊线虫(CCN)卵孵
化和二龄幼虫的影响
通过不同浓度大量元素溶液处理线虫孢囊ꎬ
测定 N、P和 K 3 种大量元素对 CCN 孢囊孵化量
的影响ꎮ 由结果可见ꎬ所有处理与对照在幼虫孵
化量上均没有显著差异(表 1)ꎮ 但是ꎬ土壤大量
元素对 J2 致死率明显不同ꎬN元素和 P 元素所有
浓度溶液处理对二龄幼虫致死率均显著高于清
水对照ꎬN 元素各浓度间的致死率存在显著差
异ꎬ浓度越大致死率越高ꎻP元素的 1 倍浓度处理
的致死率显著低于其他 3 个处理ꎬK 元素 6 倍浓
度处理致死率显著高于对照ꎬ其余 3 个处理与对
照相比没有显著差异(表 2)ꎮ
2.2  微量元素对 CCN卵孵化量和二龄幼虫的影响
通过不同浓度微量元素溶液处理ꎬ并通过曙红
染色法测定 Zn、B、Mo、Mn 和 Cu 5 种微量元素对
CCN 二龄幼虫的影响ꎮ 由表 3 可看出ꎬZn 的 1 倍
和 20 倍浓度处理的孢囊孵化量显著高于对照ꎻMn
和 B的 1 倍、5 倍、10 倍浓度处理的孢囊孵化量与
对照相比无显著差异ꎬ而 20 倍浓度处理则显著抑
制孢囊线虫的孵化ꎻMo 和 Cu 各浓度处理的孢囊
孵化量与对照无显著差异ꎮ
Table 1  Effects of major elements on cyst hatching of Heterodera avenae
Major element
Number of hatching larvae
1 × 2 × 4 × 6 ×
N 122. 9 abc 125. 39 abc 124. 54 abc 117. 32 bc
P 127. 21 abc 117. 91 bc 119. 47 bc 125. 29 abc
K 138. 24 a 132. 14 ab 129. 71 abc 114. 41 c
CK 127. 29 abc
Note: The data in table are means of three replicatesꎬ and the lowercase letters in same column indicate significant differ ̄
ence at P <0. 05 level by LSD method.
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  3 期     王振跃ꎬ等:检疫性轮枝菌及其近似种的鉴定
Table 2  Effects of major elements on mortality of secondary stage juvenile
Major element
Mortality of secondary stage juvenile (% )
1 × 2 × 4 × 6 ×
N 21. 89 de 38. 39 c 62. 82 b 68. 36 a
P 25. 13 d 53. 33 a 66. 89 a 65. 03 a
K 9. 32 f 14. 81 ef 14. 21 ef 22. 28 de
CK 8. 23 f
Note: The data in table are means of three replicatesꎬ and the lowercase letters in same column indicate significant differ ̄
ence at P <0. 05 level by LSD method.
Table 3  Effects of minor elements on cyst hatching of Heterodera avenae
Minor element
Number of hatching larvae
1 × 5 × 10 × 20 ×
Zn 143. 24 a 133. 85 abcd 123. 45 cdef 142. 77 a
B 119. 27 ef 136. 14 abc 114. 21 f 89. 47 g
Mo 126. 43 bcdef 139. 08 ab 124. 52 cdef 129. 74 bcde
Mn 129. 7 bcde 114. 17 f 120. 85 def 91. 91 g
Cu 123. 65 cdef 114. 62 f 127. 59 bcdef 120. 6 def
CK 127. 29 bcdef
Note: The data in table are means of three replicatesꎬ and the lowercase letters in same column indicate significant differ ̄
ence at P <0. 05 level by LSD method.
    由表 4 可见ꎬMn 和 Cu 对二龄幼虫致死率较
高ꎮ Mn的 5 倍以上浓度处理的致死率显著高于
对照ꎬ且随着浓度的增加ꎬ幼虫的死亡率也逐渐升
高ꎬ20 倍浓度处理的致死率达到 64. 75% ꎬCu 所有
浓度处理的致死率均显著高于对照ꎬ其他处理的致
死率与对照相比没有显著差异ꎮ
3  讨论
供试的不同营养元素中ꎬMn、B在高浓度条件
下对线虫卵的孵化具有抑制作用ꎬN、P、Cu、Mn 4
种元素对小麦禾谷孢囊线虫的二龄幼虫具有明显
的致死作用ꎻK在极高的浓度条件下对二龄幼虫产
生一定的致死作用ꎬ但在低浓度条件下没有影响ꎻ
Zn能明显刺激孢囊线虫的孵化ꎮ 在小麦生产中ꎬ
应将土壤中 Zn 含量较高的地区作为小麦禾谷孢
囊线虫病防治工作的重点区域ꎻ同时在生产中应可
以考虑适当增施铵态氮肥和磷肥ꎬ并增加土壤中
B、Cu、Mn等元素的含量来控制小麦禾谷孢囊线虫
Table 4  Effects of minor elements on mortality of secondary stage juvenile
Minor element
Mortality of secondary stage juvenile (% )
1 × 5 × 10 × 20 ×
Zn 8. 66 d 7. 96 d 9. 44 d 9. 08 d
B 11. 38 d 9. 6 d 11. 16 d 15. 27 d
Mo 9. 47 d 9. 62 d 10. 44 d 11. 18 d
Mn 9. 3 d 33. 6 b 37. 60 b 64. 75 a
Cu 22. 77 c 63. 00 a 58. 96 a 62. 84 a
CK 8. 23 d
Note: The data in table are means of three replicatesꎬ and the lowercase letters in same column indicate significant differ ̄
ence at P <0. 05 level by LSD method.
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植物病理学报 43 卷
病害ꎮ 已有研究发现 N元素对线虫幼虫有致死作
用ꎬ土壤中铵离子的杀线机制可能与分解产生
NH3 有关[4]ꎻCu元素对部分细菌及真菌均具有杀
伤能力[5]ꎬ其杀菌原理是利用铜离子与病原菌体
内的多种生物活性集团结合ꎬ形成铜的络合物等物
质ꎬ使蛋白质变性ꎬ从而阻碍和抑制代谢ꎬ导致病原
菌死亡ꎻMn、B 的抑制线虫孵化的结果与前人一
致ꎬ而 Zn刺激孢囊线虫孵化可能是因为 Zn 增加
了一种与卵孵化有关且以锌为辅基的金属酶 ̄亮氨
酸氨肽酶(LAP)的活性引起的ꎮ
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责任编辑:张宗英
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