全 文 ：拟禾本科根结线虫 （Meloidogyne graminicola）
俗称水稻根结线虫（rice root knot nematode）， 分布
于热带和亚热带地区， 侵染旱稻、 低洼地水稻、 灌
溉稻、 深水稻， 成为亚洲多个国家水稻生产上的重
大问题 [1-5]。 该线虫在中国仅见海南、 三亚的水稻
及葱上有记录 [6-7]。 最近作者在福建政和县山区发
现根结线虫严重为害水稻， 通过形态学与分子生物
学鉴定， 确定该病原线虫为拟禾本科根结线虫， 这
是福建省水稻上的新纪录种， 在中国首次发现该线虫
对水稻造成大面积的严重为害。 中国对拟禾本科根结
线虫生物学特性尚不明确， 为此， 本课题开展了拟禾
科根结线虫对水稻的侵染特性及其生活史研究。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 水稻根结线虫的繁育 采集病水稻根系，
热带作物学报 2011， 32（4）： 743-748
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期： 2011-01-19 修回日期： 2011-03-17
基金项目： 福建省自然科学基金项目（No. 2009J01067）资助。
作者简介： 刘国坤（1972年—）， 男， 博士， 副教授。 研究方向： 植物线虫及线虫病害防治。 *通讯作者： 张绍升， E-mail： Shaoshengzhang@126. com。
拟禾本科根结线虫对水稻根系的
侵染特性及其生活史
刘国坤， 肖 顺， 张绍升 *， 张敦富， 王 玉
福建农林大学植物保护学院， 福建福州 35002
摘 要 在人工接种情况下， 利用次氯酸钠-酸性品红染色方法， 研究拟禾本科根结线虫对汕优 63 杂交稻幼苗
根系的侵染特性及其生活史。 结果表明： 在 26 ℃大量群体接种情况下， 2 龄线虫在接种后 4～6 h 内侵入根系，
主要侵入时间为接种后 24～48 h； 2 龄幼虫侵入部位为根尖分生区或伸长区， 侵入后虫体迁移方向与根纵中轴平
行， 在皮层薄壁细胞间迁移， 最终聚集于根冠最内侧的分生区， 直待分生区原形成层发育成维管束后， 2 龄幼
虫才侵入维管束内取食； 根冠内侧分生区至伸长区的 2 龄幼虫呈侵染态线状至长颈瓶状逐渐发育膨大过程， 其
发育快慢可能与 2 龄幼虫开始定殖并侵入维管来取食时间先后有紧密关系； 2 龄幼虫可直接在根内孵化， 并迁
移至发育中的侧根， 或迁移到新根根冠内侧分生区处， 待分生区原形成层发育成维管束后进行再侵染； 拟禾科
根结线虫最短生活史在 26℃下为 22 d, 在 26～37℃环境温度下为 18 d， 其侵染具有群体优势特性。
关键词 水稻； 拟禾本科根结线虫； 水稻根结线虫； 侵染； 生活史
中图分类号 S435.11 文献标识码 A
Infection Characteristic and Life Cycle of Rice Root-knot
Nematode, Meloidogyne graminicola in Rice Root
LIU Guo-kun, XIAO Shun, ZHANG Shaosheng， ZHANG Dunfu, WANG Yu
College of Plant Protection, Fujian Agricultural and Forestry University， Fuzhou, Fujian 350002, China
Abstract Infection characteristic and life cycle of Meloidogyne graminicola in roots of rice variety Shanyou 63
were investigated by using artificial inoculations with sodium hypochlorite -acid fuschin staining method. The
second juvenile invaded root within 4～6 hours following inoculation under crowed conditions of inoculum at 26 ℃
while their number of larvae increased the most in the roots during 24 ～48 h after inoculation, The second
juveniles entered at meristem zone or elongation zone of roots, then migrated intercellularly in the cortical cells
down towards to meristem region closly behind the root cap, lining up parallel to the long axis of the root. They
began to penetrated into vascular bundles and fed until procambium in the meristem region gave rise to the well-
developed vascular bundles. The second juveniles which lied from the meristem zone to the elongation zone of
same root showed a steady increadse in the dimensions. The developmental levels of second juveniles may closely
related to the time when the second juveniles become sedentary and penetrate into vascular bundles for feeding.
Egg masses produced by matured females were entirely embedded in the cortex of root. After hatching inside the
root, secondary infections of the second juveniles may take place by moving to developing lateral root or moving
to meristem region closly behind the root cap of new root, and also fed until procambium gave rise to the well-
developed vascular bundles. The shortest life cycle was completed in 22 days at 26 ℃ , or in 18 days at an
ambient temperatures of 26～37℃.
Key words Rice（Oryza sativa）； Meloidogyne graminicola； Rice root knot nematode； Infection characteristic； Life cycle
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2011.04.034
第 32 卷热 带 作 物 学 报
于解剖镜下直接剖取单卵囊， 接种到预先培植于灭
菌砂壤土（沙 ∶壤土=3 ∶ 1）的水稻苗（3叶期）根部，
温室内进行种群繁育， 繁育的线虫种群用于侵染接
种实验。 供试水稻品种为汕优 63。
1.1.2 2 龄幼虫的收集 接种的水稻苗形成根结
并产生大量卵囊后, 小心剖开根结表皮组织, 挑取
卵囊转入培养皿的灭菌水中， 置于 28 ℃下黑暗孵
育， 24～48 h 内收集新孵 2 龄幼虫， 配制线虫悬浮
液用于接种试验。
1.2 方法
1.2.1 光照培养箱接种试验 接种与取样： 将灭
菌沙壤土（沙 ∶壤土=3 ∶ 1）平铺在小盘（长15 cm， 宽
10 cm， 高7 cm）内， 土层厚5 cm， 将经催芽的水稻
(汕优63）种子均匀撒播后上再用薄层沙子覆盖并保
持湿润， 育苗盘置于光照培养箱中， 在温度 26 ℃、
光照 ／黑暗（16 h/8 h）交替条件下培育。 于 3叶期稻苗每
盘均匀接种新孵 2龄幼虫水悬浮液（1000条/mL）10mL，
于接种后 2、 4、 6、 8、 24、 48、 72 h 分次从接种
线虫的育苗盘中移出 3株稻苗， 每株选取 5条细根
进行染色， 观察 2 龄幼虫侵染和迁移情况。 3 d 后
将小盘在自来水下小心冲洗去除沙壤土及根外 2龄
幼虫后， 再小心用灭菌沙壤土覆盖， 定期加伊士宾
诺水稻营养液进行湿润培养。 每隔 2 d 随机取出 3
株水稻苗进行根组织染色观察生活史， 生活史计算
从 2 龄幼虫侵入开始至发育为成虫并产生下一代 2
龄幼虫为止。
根组织染色与显微观察： 采用次氯酸钠-酸性品
种染色法 [8]， 将细根在 5.25％ NaOCl 中浸泡 4 min
后， 用自然水冲洗 45 s并转入蒸馏水中浸泡 15 min
去除残留 NaOCl。 根系稍晾干后， 置于装有 30 mL
蒸馏水的烧杯中， 加入 1 mL 酸性品红溶液（3.5 g
酸性品红溶于 250 mL乙酸， 再加入 750 mL蒸馏水
混合均合）， 煮沸 30 s， 冷却至室温取出被染根系，
用自来水冲洗表面染色剂， 洗净的根转至 20～30 mL
酸性甘油（甘油中加几滴 5 NHCl）中加热褪色， 经
褪色的根可保存在酸性甘油中或直接观察。 根组织
内线虫的观察以酸化甘油为浮载剂， 于倒置显微镜
下进行。
1.2.2 盆栽接种试验 时间为 2010-08-15～2010-09-10，
环境温度为 26～38℃。 将经催芽的水稻（汕优 63）种
子均匀撒播于塑料盆（Φ=15 cm， h=20 cm）内的灭
菌沙壤土中湿润育苗， 于 3叶期稻苗每盆接种新孵
2 龄幼虫水悬浮液（1 000 条/mL）10 mL， 置于遮阳
条件下湿润培养。 取样和观察方法同 1.2.1。
1.2.3 2龄幼虫不同接种量对水稻苗根系的浸染 为
确定低密度线虫量的侵染状况， 选取生长一致的 3
叶期稻苗移入塑料杯内（Φ=9 cm， h=10 cm）， 每盆
一株， 将新孵 2 龄幼虫以每株 1、 5、 25、 50、 100
条的线虫密度接于水稻根部， 不接线虫为对照。 每
处理重复 5 次。 接种后的水稻苗置于光照培养箱
内湿润培育。 21 d 后观测水稻根系的根结内线虫
状况。
2 结果与分析
2.1 2龄幼虫的侵染时间
接种后 2 龄幼虫有一段向侵入位点转移的时
间， 接种后 2～4 h 根系染色未见有 2 龄幼虫侵入。
6 h 后根内有少量 2 龄幼虫侵入（图 1A）， 24 h 后
侵入根内 2龄幼虫平均达 7.8条/根， 48 h后达 26.3
条 ／根、 72 h后达 30.7条 ／根。 2龄幼虫侵入时期主
要集中于接种后 24～48 h之间。
2.2 幼虫侵染及发育过程
2.2.1 2 龄幼虫的侵入位点及行为 据观察 2 龄
幼虫于幼根的根冠后分生区或伸长区侵入， 具有群
体侵染的特点， 在同一条根的伸长区入侵的 2龄线
虫多达 78 条。 侵入后的 2 龄幼虫在没有任何分化
的根皮层薄壁细胞间往根冠方向移动， 移动方向与
根纵中轴近平行， 最后聚集于紧靠根冠内侧的分生
区（图 1B）， 待分生区原形成层发育成维管束后才
将头部及口针插入中柱鞘取食， 开始营定居内寄生
并发育膨大（图 1C、 D）。 在同一条根的根尖新生维
管束上， 定居于分生区至伸长区的 2龄幼虫发育速
度有明显差异， 越靠近根冠分生区的 2龄幼虫发育
越迟， 沿根冠内侧分生区至伸长区 2龄幼虫呈现出
侵染态的线状至长颈瓶状发育膨大（图 1C）。
2.2.2 2 龄幼虫定殖与寄主巨型细胞形成 2龄
幼虫头侵入维管束定殖取食， 线虫食道腺分泌物刺激
寄主细胞分裂， 开始形成巨型细胞。 随着虫体发育膨
大， 头部侵入部位的周边细胞细胞壁消解， 相邻细胞
内含物合并， 细胞质融合后形成多核的、 细胞质很浓
的巨形细胞， 在虫体头部周围一般有 5~7个多核的巨
型细胞（被酸性品红染成明显的红色）， 巨型细胞外围
的细胞分裂并形成一个特殊明显小细胞环带， 导致维
管束变形， 被侵染根尖出现扭曲膨大， 巨型细胞局限
于维管束内， 未在皮层中出现（图 1-D）。
2.2.3 成虫的形成 在室内接种条件下， 2 龄幼
虫从接种至蜕皮发育成 3 龄幼虫时间为 6～8 d。
3 龄幼虫（图1E）经过 2 次蜕皮， 先后发育成 4 龄
幼虫 、 早期雌虫 ， 历时 6～8 d。 未成熟的雌虫
（图1F）经过取食发育， 最后发育成近梨形的成虫
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第 4 期 刘国坤 等： 拟禾本科根结线虫对水稻根系的侵染特性及其生活史
（图1 -G ） ， 经过 4 ～6 d 时间转入产卵期 。 在
观察中雌虫产卵于薄胶质内 ， 卵粒间由均匀
胶质物粘附 ， 卵囊外围未有明显加厚的胶质
层 （图 1-H ） 。
A. 2 龄幼虫侵入至根冠内侧分生区； B . 大量 2 龄幼虫侵入后朝根冠方向移动； C. 根尖分生区至伸长区的 2 龄
幼虫（箭头示不同发育程度）； D. 取食的 2 龄幼虫及巨型细胞； E. 取食中的三龄幼虫及巨型细胞； F. 年轻雌成
虫； G.成熟的雌成虫； H. 根内正在产卵的雌虫。
图 1 拟禾本科根结线虫侵染水稻根系及发育过程

C D
A B
G
E F
H
E
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第 32 卷热 带 作 物 学 报
2.3 线虫再侵染过程
拟禾本科根结线虫雌虫虫体及卵囊完全都在
寄主根组织内， 卵囊不外露、 卵在根内孵化， 在
接种后 22 d 卵在根内已发现孵化出大量第二代 2
龄幼虫（图 2-A）。 根内孵化的 2 龄幼虫直接在根
组织内迁移， 线虫沿维管束组织和中柱鞘外围皮
层薄壁细胞移动（图 2-B）， 有些线虫直接迁移入
起源于中柱鞘的侧根进行定殖侵染（图 2-C）， 许
多线虫朝其他细根的根冠方向移动 , 与初侵染幼
虫一样， 大部分二代 2 龄幼虫停止在根冠后的分
生区内（图 2-D）。 极少数 2 龄幼虫会侵入到根毛
（图 2-D）， 少数根结后期变褐腐烂、 表皮开裂，
根内孵化的 2 龄幼虫可直接逸出根外重新侵染寄
主细根。
B
C E D
A
A. 根内卵囊孵化产生大量 2 龄幼虫； B. 2 龄幼虫在根内迁移； C. 2 龄幼虫侵入起源于中柱鞘的侧根； D. 大
量 2 龄幼虫朝根冠内侧分生区迁移； E . 2 龄幼虫侵入至根毛。
图 2 拟禾本科根结线虫 2 龄幼虫再侵染过程
2.4 线虫侵染水稻根系症状
室外接种后 21 d， 小心拨除对照健株与接种处
理株根系进行对比。 健株根系主要为一级根， 发育
良好， 根系颜色白， 根系长（图 3A）， 约为处理株
根系的 1.8～2.7 倍 ； 病株根系短 ， 颜色偏于米黄
色， 根结明显， 主要位于根尖部位， 根结上侧根多
（图 3-B）。 实验接种症状特点与田间严重受害水稻
根系相似， 其水稻根系严重粗短， 根结明显、 粗
大， 根结上产生的侧根明显增多， 侧根根结严重
（图 3-C）。
2.5 拟禾本科根结线虫生活史
光照培养箱接种试验， 在温度 26 ℃、 光照 ／黑
暗（16 h/8 h）交替条件下培育， 从接种 2 龄幼虫至
产生第二代 2 龄幼虫为 22～26 d； 在夏季室外环境
26～38 ℃下， 接种的 2 龄幼虫后根内第 6 d 可观察
到 3 龄幼虫； 第 10 d 根内观察到 4 龄幼虫和早期
雌虫、 雄虫； 第 14 d 后观察到成熟雌虫和产卵囊
的雌虫， 第 18 d 后根内发现新孵化的 2 龄幼虫，
生活史为 18～22 d。
2.6 线虫侵染的群体优势特性
2 龄幼虫不同接种量接种后 21 d观察， 结果表
明该线虫侵染具有群体优势。 每株苗接种 1 条 2 龄
幼虫， 未见有根结形成； 每株苗接种 5、 25、 50、
100 条 2 龄幼虫， 其株平均根结数呈上升趋势， 接
种 5 条 2 龄幼虫的根结数平均为 1.40 个/株， 接种
25条根结数为 2.23个/株、 接种 50条根结数为 2.90
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第 4 期 刘国坤 等： 拟禾本科根结线虫对水稻根系的侵染特性及其生活史
个/株， 100 条接种量其根结数为 4.17 个/株； 根结
解剖观察表明， 每个根结内基本含有 2 条雌虫以
上， 最多 1 个根结内可观察到 18 条雌虫， 表明 2
龄幼虫侵染时， 一般为多条线虫侵入同一根系。
3 讨论与结论
3.1 拟禾本根结线虫侵染特点分析
2 龄幼虫群体侵入 “跟随效应” 与迁移方向
“一致性”： 本研究通过定期染色观察直观反映了拟
禾本科根结线虫 2龄幼虫由寄主根冠上方侵入、 迁
移、 定居取食过程。 在高密度群体接种条件下， 2
龄幼虫侵入可能存在着 “跟随效应”， 即当第 1 条
2 龄幼虫开辟了侵入通道之后， 其余线虫随后大量
侵入， 这与前人报道 [9-10]一致。 但拟禾本科根结线
虫侵入水稻根系后具体迁移行为尚未见有报道。 在
研究中发现 2龄幼虫从根冠上方的分生区或伸长区
侵入后， 其迁移方向存在着明显的一致性， 与根纵
中轴近平行， 并沿着没有任何分化的根皮层薄壁细
胞间移动， 最后集中停留于根冠内侧分生区， 但并
未立即取食。 这种迁移方向的一致性表明根冠内侧
分生区对 2龄幼虫可能具有诱引性， 但具体的机制
尚不清楚。
2 龄幼虫开始取食时间与维管束发育的相关
性： 前人报道根结线虫 2龄幼虫从根冠上方侵入根
后， 向根尖伸长区移动， 最后将头侵入到维管束定
发居取食， 并刺激线虫头部围绕的寄主细胞形成巨
型细胞[11]， 未有文献阐述 2 龄幼虫取食、 发育与维
管束发育的相关性。 在本研究观察发现拟禾本科根
结线虫 2龄幼虫迁移至根冠内侧分生区后， 并非立
即取食， 而是待分生区原形成层发育成维管束后，
才能将头部侵入维管柱鞘内营定居内寄生。 同一根
系伸长区至根冠内侧分生区， 同批侵入的 2龄幼虫
的发育水平大多存在明显快慢过程， 越靠近根冠分
生区的 2 龄幼虫发育越迟， 这种现象尚未见有报
道。 2 龄幼虫的发育快慢推测与其开始取食时间有
关， 由于分生区越靠近根冠， 维管束发育成熟越
慢， 导致越靠近根冠处分生区的 2龄幼虫开始取食
时间越迟， 发育越慢。
2 龄幼虫的再侵染特点： 拟禾本科根结线虫产
生的卵囊直接埋生于皮层中， 卵孵化产生的 2龄幼
虫可直接在根内进行迁移再侵染， 这种结果与前人
报道一致 [9, 10, 12]， 这与大多数根结线虫种将卵囊产
于根外， 孵化的 2龄幼虫从根外进行再侵染特点存
在明显差异。 本研究染色观察发现 2龄幼虫在再侵
染过程中， 通过迁移进入刚发育形成的侧根， 或大
量迁移， 最终停止于新根根冠内侧分生区， 待分生
区原形成层发育成维管束后再侵入取食， 这与初侵
染迁移、 侵入、 取食过程一样。 这种再侵染特点未
见有报道。
3.2 拟禾本科根结线虫的生活史
拟禾本科根结线虫生活史依不同环境条件变化
较大[9-10]。 在印度初夏， 2龄幼虫期为 5 d， 3龄期为
3 d， 4 龄期为 7 d， 雌虫及产生卵囊时期为 11 d[10]。
孟加拉国在 22～29 ℃温度下， 2 龄幼虫从侵入并完
成其生活史为 19 d， 接种后 8 d 发现 3 或 4 龄幼
虫， 第 12 天发现未成熟雌虫， 在第 19 天 发现带
有胚胎期卵的雌虫及孵化的 2龄幼虫[1]。 本研究中，
拟禾本科根结线虫在光照培养箱 26 ℃条件下， 2
龄幼虫从接种至产生新的 2 龄幼虫最短为 22 d；
在夏季环境温度 26～37 ℃下， 完成生活史的最短

A B C
A. 未接种对照健株水稻根系； B. 接种受侵染水稻根系; C. 田间受害严重根系。
图 3 拟禾本科根结线虫侵染水稻根系症状
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第 32 卷热 带 作 物 学 报
时间只要 18 d。 从研究结果分析， 福建省发现的
拟禾科根结线虫生活史与海南的水稻根结线虫
（M. hainanensis）的相比较， 在胚胎发育期阶段明
显偏短 [13], 与大多数根结线虫的生活史 [11]相比， 也
明显偏短。
3.3 水稻根结线虫病严重发生成因分析
拟禾科根结线虫卵囊完全包埋在水稻根组织
内， 可以在根内直接孵化和迁移完成再侵染， 这种
特性都有利于拟禾本科根结线虫的繁殖和存活 [3]，
疏松透气的沙壤土和适宜温度下有利于拟禾本科根
结线虫的侵染与繁殖 [14-15]。 在本次福建调查的水稻
根结线虫病发生地， 为沙滩地改造地， 土质为沙质
土, 水源方便但易渗水， 田块多处于湿润状态； 种
植地为单季稻区， 主要栽培时间为 5～9月, 因此这种
生态条件极适合于拟禾科根结线虫的侵染、 繁殖， 特
别是在夏季高温条件下， 生活史短， 再侵染次数多，
从而导致发病田块水稻根结线虫病严重发生。
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责任编辑： 古小玲
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