全 文 ：植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA　 42(2): 219-224(2012)
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췍研究简报
豫北及冀南地区 4 个小麦禾谷孢囊
线虫群体的种类鉴定
袁虹霞, 侯兴松, 付 博, 孙君伟, 张福霞, 邢小萍, 李洪连*
收稿日期: 2011-05-08; 修回日期: 2011-11-16
基金项目: 国家公益性行业(农业)科研专项 (200903040-4); 国家自然科学基金国际合作项目(30921140411)资助
通讯作者: 李洪连,教授,主要从事小麦病害研究; E-mail:honglianli@sina. com。
(河南农业大学植物保护学院, 郑州 450002)
Identification on the species of cereal cyst nematode from Northern Henan and
Southern Hebei, China 　 YUAN Hong-xia, HOU Xing-song, FU Bo, SUN Jun-wei, ZHANG
Fu-xia, XING Xiao-ping, LI Hong-lian 　 (College of Plant Protection, Henan Agricultural University, Zhengzhou
450002, China)
Abstract: Four cereal cyst nematode (CCN) populations of wheat were collected from Boai, Qingfeng, An-
yang counties in Henan Province and Handan county in Hebei Province in 2009. The cyst of Boai population
had distinct under-bridge in the vulval cone area, but other three tested populations had not. The main mor-
phological characteristics and measurements of the cyst and the second juvenile of Boai population conformed
to Heterodera filipjevi, and that of the populations from Qingfeng, Anyang and Handan conformed to H. ave-
nae. The result of ITS sequence analysis and alignment indicated that Boai population and related species H.
filipjevi from America and Italy were clustered in the same group with close relationship by MP of MEGA 4,
and the three populations from Qingfeng, Anyang, Handan and the related species H. avenae from Tongzhou
and Zhengzhou were clustered in the same group. Based on the morphological and molecular characteristics,
the Boai population was identified as H. filipjevi and the other three populations were identified as H. avenae.
Key words: cereal cyst nematode; species identification; Heterodera filipjevi; Heterodera avenae; ITS
文章编号: 0412-0914(2012)02-0219-06
　 　 禾谷孢囊线虫病 ( Cereal Cyst Nematode,
CCN) 是世界上为害小麦等禾谷类作物的重要根
部线虫病害,许多国家受害严重[1]。 该病的病原
禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae group)是一个复
合种群组,包括 12 个有效种和几个未命名的种,其
中发生普遍、危害严重的有燕麦孢囊线虫(H. ave-
nae)、菲利普孢囊线虫(H. filipjevi)、大麦孢囊线
虫 ( H. hordecalis) 和麦类孢囊线虫 ( H. lati-
pons) [1]。 我国 1987 年在湖北省天门县首次在小
麦上发现禾谷孢囊线虫病,Wang 等[2]鉴定病原为
燕麦孢囊线虫(H. avenae);后陆续在河南、安徽、
山东等多个省份发现该病,病原均为该种线虫。
2010 年 Li 等[3]在河南许昌报道发现了菲利普孢
囊线虫(H. filipjevi)。
位于黄淮海平原北部的豫北和冀南地区是我
国小麦主产区之一。 作者调查结果发现,小麦孢囊
线虫病在该地区发生普遍,部分地区危害严重。 过
去对该地区小麦孢囊线虫病研究报道较少。 但最
近我们在该地区小麦禾谷孢囊线虫病研究中发现,
不同地区的病原线虫在形态上和致病性方面具有
　
植物病理学报 42 卷
较大差异,从防治和抗病品种利用角度考虑,需要
进一步澄清是否存在不同的种类。 本研究采取形
态学鉴定和分子鉴定相结合的方法,对采自河南焦
作、濮阳、安阳和河北邯郸的 4 个禾谷孢囊线虫群
体进行了种类鉴定。
1　 材料与方法
1. 1　 孢囊线虫群体样本的采集
分别在河南省焦作市博爱县清化镇官庄村
(JZ,N35°08. 899′, E113°04. 907′)、河南省濮阳市
清丰县马村乡贾家村 ( PY,N35° 57. 163′,E115°
14． 244′)、河南省安阳市安阳县崔家桥乡隆化村
(AY,N36°04. 004′,E114°20. 784′)、河北邯郸市邯
郸县东辛庄(HD,N36°35. 377′,E114°32. 941′)发
病麦田采集病土,采用过筛和蔗糖溶液悬浮法,得
到纯净的孢囊。
1. 2　 形态学鉴定
将二龄幼虫( J2)热杀死后制成临时玻片,对
主要形态特征进行观察并测量,每个群体测量 20
条幼虫。 新鲜或水中浸泡 24 h 软化的孢囊经 4%
福尔马林固定后,用线虫解剖刀切取孢囊后端的阴
门锥部分,经过脱水、透明处理后用中性树胶封片,
观察阴门膜孔特征,每个群体测量 20 个孢囊。
1. 3　 分子鉴定
采用蛋白酶降解法提取各群体单个孢囊的
DNA,利用线虫 ITS通用引物 TW81 和 AB28 进行
rDNA-ITS 的 PCR 扩增,PCR 产物回收后克隆、
测序。试验所得序列和从 GenBank 上下载的
相关 ITS序列利用 Genetyx 进行编辑,然后用
clustalx1. 83进行序列比对分析,并用 MEGA 4 的
MP算法构建系统发育树。
2　 结果与分析
2. 1　 4 个禾谷孢囊线虫群体的主要测量值及主要
形态特征
各群体主要测量值及与国内文献记述比较见
表 1。
二龄幼虫:4 个群体二龄幼虫形态基本一致,
线形;口针粗壮,基部球大,前缘平或略凹;中食道
球卵圆形,肌肉化;尾部锐尖或稍钝,后部有较长的
透明区(图版Ⅰ-A、B、D)。
卵:4 个群体卵的形态特征基本一致,卵圆形
至肾形,一龄幼虫和二龄幼虫在卵内折叠 4 次,大
多数孢囊内含有 150 ~ 350 粒卵(图版Ⅰ-C)。
孢囊:4 个群体的孢囊均为柠檬形,浅褐至深
褐色,有突出的颈部和阴门锥,阴门膜孔为双膜孔
型(图版Ⅰ-E),泡状突发育良好且分布不规则。
清丰、安阳和河北邯郸群体孢囊阴门锥无下桥结构
(图版Ⅰ-F),而博爱群体孢囊及其阴门膜孔均大
于其他 3 个群体,而且阴门锥存在明显的下桥结构
(图版Ⅰ-G)。
通过测定可以发现,清丰、安阳和邯郸群体孢
囊线虫的主要形态特征及测量值与已报道的 H.
avenae 天门群体基本一致;而博爱群体孢囊线虫
的主要形态特征及测量值与已报道的 H. filipjevi
许昌群体相近(表 1)。
2. 2　 分子辅助鉴定结果
经 PCR扩增的 rDNA-ITS 区包括 18S、28S 部
分基因以及 ITS1、5. 8S 和 ITS2 区全长,总共约
1 060 bp。
从 NCBI数据库下载与本研究 4 个禾谷孢囊
线虫群体有近缘关系的 14 个种的 ITS 序列,包括
Avenae 组的 H. avenae、H. filipjevi、H. mani、H.
arenaria、H. aucklandica、H. latipons、H. hordeca-
lis 7 个种 15 个序列;并以 G. pallida ITS序列作为
外类群,H. humuli组和 H. schachtii组部分群体的
ITS序列也在序列分析中,用 MEGA 4 的 MP算法
建立系统发育树(图 1)。 由分析结果可知,本研究
的 4 个禾谷孢囊线虫群体序列都在 Avenae组的分
支上,明显区别于 H. humuli 组、H. schachtii 组和
G. pallida组。 4 个禾谷孢囊线虫群体序列分为 2
个亚支,河北邯郸群体(HQ380872 和 HQ380873)
和河南濮阳清丰群体 (HM027891 )、安阳群体
(HM027886)序列与中国通州群体和郑州群体的
H. avenae遗传距离最近,在同一小亚分支上,并
且与澳大利亚的 H. australis 的相似性也比较高
(该种未得到广泛承认),而与印度、摩洛哥的 H.
avenae 稍远;河南焦作博爱群体 (HM027888 和
HM027889)与美国、意大利的 H. filipjevi 处于同
一个小分支上,遗传关系较近,与英国、俄罗斯、伊
朗的 H. filipjevi遗传关系稍远。
022
Table 1　 Comparison of measurement of four tested populations with
domestic reported populations of CCN (μm)
Item of
measurement
Tested CCN population Reported CCN population in China
Boai
population
Qingfeng
population
Anyang
population
Handan
population
Heterodera avenae
Tianmen population
H. filipjevi Xuchang
population
Cyst
Length
810. 2
(682. 6 - 899. 8)
703. 6
(558. 5 - 786. 1)
647. 6
(527. 5 - 755. 0)
595. 8
(475. 8 - 693. 0)
692. 0
(460. 0 - 810. 0)
692. 8
(568. 7 - 941. 3)
Width
615. 0
(558. 5 - 693. 0)
525. 5
(434. 4 - 641. 3)
479. 0
(403. 4 - 537. 8)
445. 4
(362. 0 - 548. 2)
476. 0
(320. 0 - 550. 0)
510. 7
(403. 3 - 661. 8)
L / W
1. 3
(1. 1 - 1. 5)
1. 3
(1. 1 - 1. 5)
1. 4
(1. 2 - 1. 5)
1. 3
(1. 2 - 1. 5)
1. 5
(1. 1 - 1. 9)
1. 4
(1. 2 - 1. 7)
Fenestra
length
54. 7
(49. 0 - 63. 0)
45. 3
(42. 9 - 48. 6)
45. 8
(43. 7 - 48. 6)
43. 4
(39. 0 - 47. 6) (42. 0 - 46. 0)
55. 5
(51. 5 - 58. 5)
Fenestra
width
26. 3
(20. 0 - 31. 0)
20. 1
(18. 1 - 22. 9)
22. 3
(21. 1 - 23. 3)
20. 8
(17. 1 - 24. 8) (22. 0 - 24. 0)
27. 9
(24. 5 - 34. 4)
Vulval slit
length
7. 5
(5. 7 - 9. 7)
9. 2
(7. 6 - 12. 4)
11. 8
(10. 8 - 12. 8)
9. 0
(6. 7 - 13. 3) (11. 0 - 14. 0)
8. 7
(7. 4 - 10. 0)
Underbridge
length
77. 0
(73. 3 - 80. 9)
No No No No
79. 1
(64. 0 - 100. 6)
J2
Body
length
594. 2
(564. 7 - 622. 6)
572. 8
(537. 8 - 630. 9)
570. 2
(455. 1 - 630. 9)
575. 2
(506. 8 - 630. 9)
491. 2
(400. 0 - 625. 0)
546. 3
(496. 3 - 590. 0)
Body
width
22. 5
(20. 1 - 26. 7)
22. 5
(22. 1 - 25. 8)
22. 0
(21. 0 - 25. 7)
25. 2
(22. 9 - 27. 6)
23. 0
(22. 0 - 25. 0)
21. 5
(20. 9 - 23. 8)
Stylet
length
23. 9
(21. 9 - 24. 8)
24. 9
(24. 3 - 26. 5)
23. 8
(22. 9 - 25. 7)
24. 2
(23. 6 - 24. 9)
26. 3
(24. 0 - 28. 0)
24. 0
(21. 9 - 25. 8)
Tail
length
65. 1
(61. 9 - 70. 5)
67. 9
(60. 1 - 78. 5)
64. 5
(60. 0 - 71. 0)
67. 2
(60. 0 - 76. 1)
56. 4
(49. 0 - 75. 0)
59. 9
(46. 6 - 63. 8)
Hyaline tail
length
42. 2
(36. 1 - 52. 5)
42. 7
(34. 4 - 51. 5)
39. 5
(33. 3 - 45. 7)
38. 7
(34. 3 - 46. 7)
33. 3
(23. 0 - 49. 0)
37. 9
(32. 3 - 43. 0)
DGO
6. 4
(5. 1 - 7. 6)
5. 8
(4. 9 - 7. 1)
6. 6
(5. 4 - 7. 8)
7. 3
(6. 4 - 7. 7)
(5. 0 - 7. 0) -
　
植物病理学报 42 卷
Plate Ⅰ　 Morphology of the second juvenile, egg and cyst vulval
cone area of Cereal Cyst Nematode
Fig. A: Second juvenile (J2) ; Fig. B: Head of second juvenile; Fig. C: Egg; Fig. D: Tail of second juvenile; Fig. E: Cyst;
Fig. F: Vulval cone area from Qingfeng, Anyang and Handan population; Fig. G: Vulval cone area from Boai population.
　 　 综合形态学和分子鉴定结果,可把河南濮阳清
丰、安阳和河北邯郸群体的禾谷孢囊线虫定为 H.
avenae,将河南焦作博爱群体的禾谷孢囊线虫群体
定为 H. filipjevi。
3　 讨论
本研究通过形态学和分子生物学相结合的方
法对豫北和冀南地区4个群体的禾谷孢囊线虫种
222
　
　 2 期 　 袁虹霞,等:豫北及冀南地区 4个小麦禾谷孢囊线虫群体的种类鉴定
Fig. 1　 Phylogenetic trees of close related species and the four tested
populations based on rDNA-ITS
类进行了鉴定,两种方法鉴定结果一致。 该研究结
果进一步明确了当地小麦禾谷孢囊线虫病病原的
种类,扩大了 H . filipjevi在我国的分布区域,为当
地小麦孢囊线虫病的防控工作,尤其是抗病品种的
选育和利用提供了理论依据。
通过分子鉴定方法能够将 H. avenae 和
H. filipjevi明显的区分开,并且本试验分子鉴定的
结果与形态鉴定结果一致,这说明分子鉴定可以准
确鉴定 H. avenae 和 H. filipjevi。 过去研究报
道 通 过 ITS-RFLP也能够快速区分 H. avenae 和
H. filipjevi,H. avenae 与 H. filipjevi 的酶切图谱
主要区别在于 TaqⅠ和 PstⅠ的酶切结果。 本课题
组对黄淮麦区不同 CCN群体的研究也得到了相似
的研究结果,而且发现博爱群体禾谷孢囊线虫为
H. filipjevi ITS-RFLP新类型[5]。
　 　 本研究进一步证实了我国有不同种类的禾谷
孢囊线虫存在,且很有可能同一地区存在不同种类
的禾谷孢囊线虫混合发生的情况。 我国幅员辽阔,
小麦种植面积广,各地种植品种、气候和环境差异
很大,禾谷孢囊线虫可能具有丰富的遗传多样性。
至于我国小麦上是否还存在其他种类的禾谷孢囊
线虫,还有待广泛和系统深入地调查和鉴定。
参考文献
[1] 　 Nicol J M, Rivoal R. Global knowledge and its appli-
cation for the integrated control and management of
nematodes on wheat [A] . Ciancio A, Mukerji K G.
Integrated Management and Biocontrol of Vegetable
322
　
植物病理学报 42 卷
and Grain Crops Nematodes [M] . New York: Springer
Press, 2008: 251 -294.
[2] 　 Wang M Z, Peng D L, Wu X Q. Study on a cyst
nematode wheat disease, I. Identification of pathogen
( in Chinese) [ J] . Journal of Huazhong Agricultural
University (华中农业大学学报),1991,10(4):352 -
356.
[3] 　 Li H L,Yuan H X, Sun J W, et al. First record of the
cereal cyst nematode Heterodera filipjevi in China
[J] . Plant Disease, 2010, 94 (12): 1505.
[4] 　 Handoo Z A. . A key and compendium to species of
the Heterodera avenae group (Nematoda: Heteroderi-
dae) [J] . Journal of Nematology, 2002, 34(3): 250
-262.
[5] 　 Fu B,Yuan H X,Zhang Y,et al. Molecular characteri-
sation of cereal cyst nematodes in winter wheat on the
Huang-Huai floodplain of China using RFLP and
rDNA-ITS sequence analyses [ J] . Australasian Plant
Pathology, 2011, 40: 277 -285.
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