摘要： 【目的】明確甘肅省黨參上北方根結(jié)線蟲（Meloidogyne hapla） 的群體動(dòng)態(tài)和世代循環(huán)，以期為根結(jié)線蟲病的綜合防治提供科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā?021 年，通過田間定點(diǎn)連續(xù)取樣對土壤中的北方根結(jié)線蟲2 齡幼蟲和根組織中各蟲態(tài)進(jìn)行分離和鏡檢計(jì)數(shù)。【結(jié)果】在甘肅省，從4 月上旬開始，北方根結(jié)線蟲在黨參上1 年發(fā)生4 代，平均每代歷期為36 d，完成1 代最短需要28 d，最長為53 d。田間氣溫和降水量對北方根結(jié)線蟲發(fā)育影響較大，當(dāng)田間氣溫為18 ℃、降水量為141～176 mm 時(shí)，北方根結(jié)線蟲發(fā)育較快，完成1 代平均為30 d?！窘Y(jié)論】本研究明確了北方根結(jié)線蟲在甘肅省黨參上的群體動(dòng)態(tài)及世代循環(huán)，對該線蟲病的及時(shí)防控具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞： 黨參；北方根結(jié)線蟲；群體動(dòng)態(tài)；世代循環(huán)

中圖分類號： S435.672 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號： 1004–390X （2024） 03?0040?06

根結(jié)線蟲作為高等植物的重要病原生物之一，廣泛分布于世界各地，主要危害蔬菜、糧食作物、果樹、觀賞植物、中藥材等，每年造成的全球經(jīng)濟(jì)損失超過1 570 億美元[1-2]。目前，已報(bào)道的根結(jié)線蟲有100 多種，其中南方根結(jié)線蟲（Meloidogyne incognita）、花生根結(jié)線蟲（M. arenaria）、爪哇根結(jié)線蟲（M. javanica） 和北方根結(jié)線蟲（M. hapla） 發(fā)生最為普遍[3]。北方根結(jié)線蟲為冷涼地區(qū)農(nóng)作物的重要病原物，寄主范圍包括黨參、白芷、黃芩、甘草、當(dāng)歸等多種中藥材，造成藥材須根增多，主根生長不良，嚴(yán)重影響藥材產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。

黨參[Codonopsis pilosula （Franch.） Nannf.] 為桔?？疲–ampanulaceae） 黨參屬（Codonopsis） 植物，是中國傳統(tǒng)藥食同源中藥材[5-6]。甘肅省為中國黨參主產(chǎn)區(qū)，有“千年藥鄉(xiāng)”之稱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，黨參種植面積約為4.22×104 hm2，總產(chǎn)量達(dá)1.025×105 t，居于全國前列[7]。本課題組首次報(bào)道了北方根結(jié)線蟲可引起黨參根結(jié)線蟲病[8]，系統(tǒng)調(diào)查了該病害在甘肅省的發(fā)生分布，發(fā)現(xiàn)6 個(gè)黨參主產(chǎn)縣均有根結(jié)線蟲病發(fā)生，部分產(chǎn)區(qū)發(fā)病嚴(yán)重，且有向全省蔓延的趨勢[9]。根結(jié)線蟲主要以2 齡幼蟲或卵在土壤和病殘?bào)w內(nèi)存活，一般分布在5～30 cm 土層中。外界條件適宜時(shí)，土壤中的卵孵化為2 齡幼蟲，侵入植物根系，導(dǎo)致根部膨大，產(chǎn)生根結(jié)。2 齡幼蟲建立取食位點(diǎn)攝取營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)3 次蛻皮發(fā)育為成蟲，雌雄蟲交配后，雄蟲死亡，雌蟲產(chǎn)卵。卵囊中的卵孵化為2 齡幼蟲，散落到土壤中再侵染或越冬。根結(jié)線蟲的生長發(fā)育受寄主、溫度、濕度等諸多因素的影響，一般根結(jié)線蟲完成1 個(gè)生活史需要30～60 d。目前，關(guān)于北方根結(jié)線蟲侵染特性研究較少，尚缺乏該線蟲在田間的群體動(dòng)態(tài)和世代發(fā)生研究。

鑒于此，明確北方根結(jié)線蟲在黨參上的田間侵染循環(huán)，對該線蟲病害防治時(shí)期的選擇乃至綜合防控具有重要實(shí)踐意義。本研究于2021 年4—10 月，通過田間定點(diǎn)連續(xù)取樣，對黨參根組織進(jìn)行染色，觀測北方根結(jié)線蟲在黨參上的群體動(dòng)態(tài)變化，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)，分析氣溫、降水量等對北方根結(jié)線蟲世代發(fā)生的影響，以期明確黨參根結(jié)線蟲病的田間侵染循環(huán)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)置

試驗(yàn)地位于甘肅省定西市臨洮縣窯店鎮(zhèn)武家村（35°19′42″N， 104°2′24″E），屬于溫帶大陸性氣候，年均氣溫10.3 ℃，無霜期80～190 d，年降水量317～760 mm，降雨多集中在7—9 月。試驗(yàn)地為砂壤土，連續(xù)多年種植黨參。經(jīng)鑒定，病原線蟲種類為北方根結(jié)線蟲，且在田間分布較均勻。調(diào)查取樣期間進(jìn)行正常田間管理[10]。

1.2 樣品采集

2021 年4 月7 日—10 月17 日，每隔7 d 取樣1 次。采用多點(diǎn)隨機(jī)取樣法，在每個(gè)樣點(diǎn)采集黨參植株和根際土樣，混合為1 個(gè)樣本，裝入自封袋中，立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室[11]。

1.3 土壤中線蟲的分離與計(jì)數(shù)

參考劉維志[12]的方法，將每次采集的試樣混勻后，隨機(jī)稱取100 g，用改良貝爾曼漏斗法收集土壤中的2 齡幼蟲。在漏斗內(nèi)放置1 個(gè)直徑4 cm 的硬塑料網(wǎng)作支撐，其上鋪1 層面巾紙，將土壤輕放于紙上，漏斗下端用橡膠管連接1 個(gè)指形管，在漏斗內(nèi)加適量清水，靜置24 h 后收集指形管內(nèi)線蟲懸浮液，棄上清液，在體式顯微鏡（OLYMPUS SZX16 體視顯微鏡，日本奧林巴斯公司） 下觀察分離到的2 齡幼蟲并計(jì)數(shù)。每次取樣至少重復(fù)3 次。

1.4 黨參根組織中的線蟲染色及計(jì)數(shù)

剪取黨參根系樣品的全部須根，置于80 目篩網(wǎng)中清洗干凈，用吸水紙吸取表面明水后稱量；采用次氯酸鈉—酸性品紅染色法[13]對黨參根組織進(jìn)行染色，在體式顯微鏡下觀察并統(tǒng)計(jì)根組織中各蟲態(tài)及數(shù)量，最后置于生物顯微鏡（Axio Lab.A1 顯微鏡，德國Carl Zeiss 公司） 下拍照。每個(gè)樣品重復(fù)3 次。

1.5 根結(jié)線蟲世代劃分標(biāo)準(zhǔn)

黨參根結(jié)線蟲完成世代數(shù)和每代歷期的界定，主要依據(jù)土壤中2 齡幼蟲的數(shù)量及根組織內(nèi)雌蟲產(chǎn)卵量的峰值，其次考慮根內(nèi)2 齡幼蟲侵入量的峰值以及3 齡幼蟲、4 齡幼蟲和雌蟲形成的峰值等信息[14]。根據(jù)臨洮縣當(dāng)年氣象數(shù)據(jù)，分析世代發(fā)生與平均氣溫和平均降水量的關(guān)系。采用Excel 2019 和SPSS 19.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤中2 齡幼蟲的動(dòng)態(tài)變化

從4 月7 日—10 月17 日，黨參根際土壤中均檢測到根結(jié)線蟲2 齡幼蟲，共出現(xiàn)3 個(gè)比較明顯的峰值，分別為4 月21 日、7 月3 日和9 月4 日（圖1），表明北方根結(jié)線蟲在黨參上1 年最少發(fā)生3 代。其中，9 月4 日土壤中2 齡幼蟲密度為全年最高，每100 g 土壤中有189 條；6 月5 日和6 月26 日2 齡幼蟲極少，每100 g 土壤中僅有1 條，表明在黨參生長期間北方根結(jié)線蟲2 齡幼蟲反復(fù)侵染根部，臨近收獲期侵染最為嚴(yán)重。

2.2 黨參根組織中各蟲態(tài)的群體動(dòng)態(tài)

觀察黨參根組織內(nèi)北方根結(jié)線各蟲態(tài)形態(tài)（圖2） 及其生活史（圖3），可知黨參根組織中各蟲態(tài)的群體動(dòng)態(tài)（圖4）。從苗期至收獲期，在黨參根組織中均檢測到2 齡幼蟲，其密度有4 個(gè)明顯的峰值， 分別為5 月13 日、7 月24 日、8 月28 日和10 月2 日，其中8 月28 日的密度在全年中最高，每1 g 根中有202 條。結(jié)合土壤中2 齡幼蟲的動(dòng)態(tài)變化可知：土壤中2 齡幼蟲形成高峰會導(dǎo)致根組織中2 齡幼蟲的高峰，表明土壤中2 齡幼蟲大部分能侵染黨參根組織，若不對其加以控制，對黨參根部具有巨大的危害。此外，5 月13 日在黨參根組織首次檢測到根結(jié)線蟲3 齡幼蟲和4 齡幼蟲，且5 月13 日—6 月12 日、7 月17 日—10 月10 日均檢測到3 齡幼蟲或4 齡幼蟲，其密度有3 個(gè)明顯的峰值，分別為5 月21日、7 月24 日和10 月2 日，其中，5 月21 日密度全年最高，每1 g 根中有89 條。5 月21 日—10 月17 日均能檢測到根組織內(nèi)的根結(jié)線蟲雌蟲，其密度有4 個(gè)明顯的峰值，分別為6 月5 日、7 月3 日、8 月28 日和10 月2 日，并在7 月24 日出現(xiàn)1 個(gè)不明顯的峰值，其中8 月28 日根組織內(nèi)雌蟲最多，每1 g 根中有102 條。

2.3 北方根結(jié)線蟲的世代循環(huán)

黨參根組織中2 齡幼蟲侵入有4 個(gè)明顯的高峰，每個(gè)高峰發(fā)生時(shí)或發(fā)生后會伴隨著3 齡幼蟲、4 齡幼蟲或雌蟲形成的高峰?？梢?，北方根結(jié)線蟲在黨參上1 年發(fā)生4 代，各代歷期長度不一。

第1 代從4 月14 日開始，持續(xù)到6 月5 日，歷期約為53 d。土壤中卵孵化和2 齡幼蟲侵入速度較慢，根組織內(nèi)各齡期幼蟲數(shù)量多，但發(fā)育緩慢，世代歷期最長。第2 代為7 月3 日—7 月31 日，歷期28 d。土壤中2 齡幼蟲侵入和各個(gè)蟲態(tài)發(fā)育速度較快，從7 月3 日開始下降，7 月31 日達(dá)到最小值，隨后又開始上升，世代歷期最短。第3 代為7 月31 日—9 月4 日，歷期35 d。該代發(fā)生特點(diǎn)是歷期較長，根組織內(nèi)各蟲態(tài)發(fā)育較遲緩，土壤中2 齡幼蟲持續(xù)增加，9 月4 日達(dá)到最大值，隨后下降；根組織中3 齡幼蟲、4 齡幼蟲和雌蟲也持續(xù)增加，到8 月28 日達(dá)到最大值，隨后下降。第4 代從9 月4 日開始發(fā)生，到10 月2 日結(jié)束，歷期28 d。在此期間，土壤中2 齡幼蟲平均密度全年最高，根組織中2 齡幼蟲、3 齡幼蟲和4 齡幼蟲的數(shù)量不斷增加，雌蟲數(shù)量先減少后增加，9 月18 日有1 個(gè)明顯的低峰。

2.4 氣象因素對北方根結(jié)線蟲發(fā)生的影響

該試驗(yàn)田在黨參生長期間無人工灌溉，故田間氣溫和降水量是影響黨參根結(jié)線蟲發(fā)生的主要因素。北方根結(jié)線蟲侵染黨參的第1 代發(fā)生期間，田間平均氣溫11.7 ℃，平均最低氣溫7.4 ℃，平均最高氣溫16.4 ℃，田間降水量122.4 mm。在4 代中第1 代發(fā)生期間的平均氣溫和降水量均最低，歷期最長。隨著田間氣溫和降水量增加，北方根結(jié)線蟲完成1 代所需時(shí)間縮短（圖5）。第2 代至第4 代期間，田間平均氣溫和降水量均高于第1 代，歷期較短，為28～35 d。上述結(jié)果表明：田間氣溫和降水量是影響北方根結(jié)線蟲完成1 代的主要因素。當(dāng)田間平均氣溫為18 ℃、降水量為141～176 mm 時(shí)，北方根結(jié)線蟲在黨參上完成1 代的歷期較短。

3 討論

本研究表明：北方根結(jié)線蟲在甘肅省黨參上1 年發(fā)生4 代，平均歷期為36 d，當(dāng)外界條件適宜時(shí)，完成1 個(gè)生活周期僅需28 d。而在山東煙臺地區(qū)，北方根結(jié)線蟲在花生上1 年發(fā)生3 代，完成1 代時(shí)間約為48 d， 完成1 代最短需要39 d[15]，與本研究結(jié)果差異較大，可能是寄主或地理差異所致。不同種的根結(jié)線蟲侵染寄主后，完成1 代所需時(shí)間也不一致。南方根結(jié)線蟲引起的黃瓜根結(jié)線蟲病1 年發(fā)生5～6 代，完成1 個(gè)生活史需25 d[16]；而香蕉根結(jié)線蟲病在廣西南寧1 年可發(fā)生9 代，平均30～45 d 完成1 代[17]；在孟加拉國部分地區(qū)，擬禾本科根結(jié)線蟲（M. graminicola）在水稻上只需19 d 即可完成1 代[18]；禾谷孢囊線蟲（Heterodera avenae） 在北京小麥田1 年發(fā)生2 代[19]，在江蘇省1 年僅發(fā)生1 代[20]?？梢姡煌≡€蟲在不同寄主上的世代發(fā)生差異較大，地理差異可能是其主要影響因素。

根結(jié)線蟲從卵孵化到雌蟲產(chǎn)卵完成1 個(gè)周期還受田間溫度、降水量、土壤質(zhì)地、pH 等因素的影響。本研究表明：當(dāng)田間平均氣溫為18 ℃、降水量為141～176 mm 時(shí)，北方根結(jié)線蟲發(fā)育最快，完成1 代約為30 d，低于第1 代歷期的53 d。該結(jié)果與其他根結(jié)線蟲報(bào)道類似。崔江寬等[21]發(fā)現(xiàn)：煙草根結(jié)線蟲（M. incognita 和 M. hapla） 在20～28 ℃ 條件下20 d 可完成1 代，但當(dāng)溫度低于10 ℃ 時(shí)，根結(jié)線蟲停止發(fā)育，不能完成生活史。為害河南園林苗木的北方根結(jié)線蟲在23～27 ℃時(shí)，完成1 代約為60 d；但溫度低于12 ℃ 時(shí)，2齡幼蟲活動(dòng)能力減弱，不能侵入根系[22]。SINGH等[23]也發(fā)現(xiàn)：擬禾本科根結(jié)線蟲在濕度32%、溫度22～29 ℃ 的環(huán)境下，2 齡幼蟲的侵入和發(fā)育較快。但溫、濕度如何影響北方根結(jié)線蟲侵染和發(fā)育，還需進(jìn)一步調(diào)查和研究。

近年來，黨參根結(jié)線蟲病已成為甘肅省黨參生產(chǎn)的一類重要病害，但目前相關(guān)研究較少，且該病害未受到管理部門和種植戶重視，這可能會導(dǎo)致黨參根結(jié)線蟲快速蔓延，對黨參產(chǎn)業(yè)造成巨大的影響。黨參為多年生植物，種植方式主要為移栽幼苗，而前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)部分育苗地已發(fā)生根結(jié)線蟲病。因此，種苗調(diào)運(yùn)時(shí)應(yīng)檢測幼苗是否攜帶病原線蟲，并在移栽前應(yīng)進(jìn)行土壤處理，以降低線蟲數(shù)量。本研究表明：在第1 代發(fā)生期間，土壤中卵的孵化所需時(shí)間較長，且幼蟲侵染和發(fā)育速度較慢，因此，在生長期應(yīng)以第1 代為主進(jìn)行防治。該病害田間變化復(fù)雜，且受環(huán)境條件影響，對其侵染特性及田間的精準(zhǔn)防控還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

不同地區(qū)、不同寄主對北方根結(jié)線蟲發(fā)育影響較大，當(dāng)外界條件適宜時(shí)，北方根結(jié)線蟲在甘肅省黨參上能較快完成1 代。在生產(chǎn)中，依據(jù)田間侵染規(guī)律選取最佳防治時(shí)期是保證甘肅省黨參產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。

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責(zé)任編輯：何承剛

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31760507）；國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題（2018YFC1706301-5）。