劉丹丹, 段玉璽, 陳立杰, 曲澤蘭, 羅 璇, 劉大偉

(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院線蟲(chóng)學(xué)研究室,沈陽(yáng) 110161)

根結(jié)線蟲(chóng)在世界廣泛分布,寄主范圍很廣,溫帶、亞熱帶作物受害尤其嚴(yán)重,病害發(fā)生后一般減產(chǎn)10%～20%,嚴(yán)重的高達(dá)75%以上[1]。在我國(guó)北方菜區(qū),南方根結(jié)線蟲(chóng)(Meloidogyne incognita)可危害30多種常見(jiàn)蔬菜,且又以種植面積較大的番茄、黃瓜、茄子、芹菜等受害最重,已成為蔬菜生產(chǎn)中的嚴(yán)重問(wèn)題之一[2]。由于采用輪作、抗線蟲(chóng)品種、化學(xué)農(nóng)藥等防治方法存在局限性,根結(jié)線蟲(chóng)的生物防治受到廣泛重視[3]。

許多化合物,如酚類(lèi)物質(zhì)、有機(jī)酸和水溶性揮發(fā)物在降解過(guò)程中可以釋放對(duì)線蟲(chóng)有毒殺作用的物質(zhì)[4]。1992年,Kwork等證實(shí)Thorn在1984年發(fā)現(xiàn)的對(duì)線蟲(chóng)有毒性的高等擔(dān)子菌Pleurotus spp.毒素為癸烯二酸[5]。1993年,Stadler等證明真菌代謝物亞油酸對(duì)秀麗小桿線蟲(chóng)(Caenorhabditiselegans)有活性[6]。1994年,Stadler等又報(bào)道亞油酸(linoleic acid)、十八碳二烯酸(S-coriolic acid)、癸烯二酸(2-decenedioic acid)、1-羥基-反式-8-癸烯酸(1-hyd roxy-trans-8-decenoic acid)和檸檬酸(cibaric acid)5種脂肪酸具有殺線蟲(chóng)活性[7]。2001年,Zuckerman等從黑曲霉(Aspergillus niger)菌株培養(yǎng)液中分離出檸檬酸和草酸,證明對(duì)線蟲(chóng)有毒殺活性[8]。也有報(bào)道赤霉酸與涕滅威同時(shí)施用時(shí),能更有效地抑制柑橘根部和土壤中線蟲(chóng)的種群數(shù)量,且施用兩個(gè)月后有增產(chǎn)效果[9]。12種不同結(jié)構(gòu)化合物包括醇類(lèi)物質(zhì)(5-甲基-2-異丙基苯酚,香葉醇,內(nèi)-2-莰烷醇,2-甲基-5-異丙基苯酚,2-辛醇)、醛類(lèi)物質(zhì)(甲醛,檸檬醛,肉桂醛,對(duì)甲氧基苯甲醛,水楊醛)、非芳香酸類(lèi)物質(zhì)(辛酸)、非芳香硫醇(二烯丙基二硫化物),對(duì)最短尾短體線蟲(chóng)(Pratylenchus brachyurus)和爪哇根結(jié)線蟲(chóng)(Meloidogyne javanica)有明顯的抑制作用[10]。2003年,由子囊菌(Coronophora gregaria)中分離得到脂肪族類(lèi)化合物MK7924對(duì)秀麗小桿線蟲(chóng)有抑制作用[11]。2005年報(bào)道從水生真菌 Paraniesslia sp.中得到神經(jīng)鞘脂類(lèi)物質(zhì)可毒殺松材線蟲(chóng)(Bursaphelenchus xy lophilus)[12]。已報(bào)道對(duì)線蟲(chóng)有活性的有機(jī)酸種類(lèi)很多,結(jié)構(gòu)各不相同,明確各有機(jī)酸化合物對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)的防治效果,對(duì)于生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)一步尋找高效防治線蟲(chóng)藥劑具有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

1.1 供試藥劑

選擇有機(jī)酸類(lèi)化合物作為供試藥劑,具體見(jiàn)表1。

表1 供試有機(jī)酸種類(lèi)及其在2齡幼蟲(chóng)致死率和線蟲(chóng)卵孵化抑制率試驗(yàn)中的濃度

將1.8%阿維菌素乳油(浙江海正化工股份有限公司)作為對(duì)照藥劑。

1.2 供試線蟲(chóng)

供試線蟲(chóng)為南方根結(jié)線蟲(chóng)。培養(yǎng)方法為：在直徑6 cm的塑料盆中放入2/3體積的黏土與沙土(黏土∥沙土=3∥1),攪拌均勻后160℃干熱滅菌120 min,栽入2 ～4片真葉期的番茄苗(‘L402’),用南方根結(jié)線蟲(chóng)單卵囊接種,日光溫室中培養(yǎng)。6周后挖出番茄苗,清水洗凈番茄根部泥沙,用鑷子摘取成熟的黃褐色卵囊,卵囊用0.5%NaOCl表面消毒3Min,無(wú)菌水沖洗3次。消毒后的卵囊放于盛有無(wú)菌水的培養(yǎng)皿中,此后不斷有線蟲(chóng)孵化,收集24 h內(nèi)孵化的2齡幼蟲(chóng)用于試驗(yàn)。

1.3 有機(jī)酸對(duì)2齡幼蟲(chóng)生物活性測(cè)定

體積為1 500μL的玻璃小皿經(jīng)過(guò)121℃濕熱滅菌30min,每皿中放入30條2齡幼蟲(chóng)和1 000μL不同濃度有機(jī)酸溶液,每種有機(jī)酸和對(duì)照藥劑阿維菌素均設(shè)置 5個(gè)濃度,具體濃度設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。在25℃培養(yǎng)箱中放置24 h,觀察線蟲(chóng)死亡率。觀察時(shí)采用NaOH刺激法判斷線蟲(chóng)死活[13],在懷疑死亡的線蟲(chóng)小皿中加入一滴1mol/L NaOH,3 min內(nèi)如果線蟲(chóng)身體保持不動(dòng),按照死亡線蟲(chóng)計(jì)算。試驗(yàn)設(shè)5次重復(fù),無(wú)菌水為對(duì)照。

根據(jù)不同濃度有機(jī)酸溶液中2齡幼蟲(chóng)的平均死亡率,利用DPS統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)算15種有機(jī)酸對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)的LC50。

1.4 有機(jī)酸對(duì)線蟲(chóng)卵孵化抑制率的測(cè)定

挑取大小均一的黃色新鮮卵囊,使用0.5%NaOCl表面消毒后放入玻璃小皿中,小皿中盛有1 ML不同種類(lèi)的有機(jī)酸溶液,各供試有機(jī)酸以及對(duì)照藥劑阿維菌素的試驗(yàn)濃度見(jiàn)表1。每個(gè)處理3個(gè)卵囊,5次重復(fù),室溫下放置。每日調(diào)查2齡幼蟲(chóng)的孵化數(shù)量,統(tǒng)計(jì)3日內(nèi)的總孵化量,并計(jì)算相對(duì)抑制率,利用DPS統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算 LC50。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)酸對(duì)2齡幼蟲(chóng)的致死率

15種有機(jī)酸對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)致死率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。試驗(yàn)結(jié)果表明,各有機(jī)酸對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)均有不同程度的抑制作用,其中甲酸對(duì)2齡幼蟲(chóng)的毒殺作用最強(qiáng),LC50為2.953 7μg/ML。另外乙酸、丙酸和丁酸的作用也較強(qiáng)。對(duì)照藥劑阿維菌素的LC50為1.488 8μg/ML,供試各有機(jī)酸的生物活性均低于對(duì)照藥劑阿維菌素。

表2 15種有機(jī)酸對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)致死率測(cè)定結(jié)果

2.2 有機(jī)酸對(duì)線蟲(chóng)卵孵化抑制率測(cè)定結(jié)果

15種有機(jī)酸對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)卵的孵化抑制率測(cè)定結(jié)果表明：甲酸對(duì)卵孵化的抑制作用最強(qiáng),LC50為2.146 5μg/ML。其次為丙酸、乙酸和丁酸。試驗(yàn)結(jié)果同時(shí)表明,化合物對(duì)2齡幼蟲(chóng)及卵孵化的抑制作用的變化趨勢(shì)基本一致。對(duì)照藥劑阿維菌素的LC50為0.712 6μg/ML,供試有機(jī)酸的生物活性均低于對(duì)照藥劑阿維菌素。具體試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 15種有機(jī)酸對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)卵孵化抑制率測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)論與討論

由本研究結(jié)果可以看出,15種有機(jī)酸對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)致死率及卵孵化抑制率存在很大差異,其中甲酸的生物活性最高,丁二酸、蘋(píng)果酸等的生物活性最低,兩者之間的生物活性差異達(dá)到了上千倍。其中具有較高生物活性的有機(jī)酸均為分子量較小、化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的化合物,而高分子量、化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物生物活性普遍偏低。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因,推測(cè)與有機(jī)酸化學(xué)結(jié)構(gòu)中相關(guān)的官能團(tuán)有關(guān),但是化學(xué)結(jié)構(gòu)與生物活性之間的相互關(guān)系十分復(fù)雜,如果能夠明確有機(jī)酸類(lèi)化合物化學(xué)結(jié)構(gòu)與生物活性之間的相互關(guān)系,對(duì)科研工作者在生產(chǎn)實(shí)踐中尋找高效的藥劑具有指導(dǎo)意義,由于相關(guān)的研究報(bào)道較少,有待于進(jìn)一步的深入探討與研究。

本試驗(yàn)僅利用室內(nèi)離體測(cè)定的方法測(cè)定了有機(jī)酸對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)的防效,沒(méi)有進(jìn)行田間驗(yàn)證試驗(yàn),因此有機(jī)酸類(lèi)化合物在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用還需深入研究。

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