第五章 植物寄生线虫

第 五 章 植 物 病 原 线 虫

植 物 病 原 线 虫 概 述 线 虫 (nematodes) 又 称 蠕 虫 (helminthes ), 是 一 类 低 等 的 假 体 腔 无 脊 椎 动 物, 通 常 生 活 在 土 壤 淡 水 海 水 中, 其 中 很 多 能 寄 生 在 人 动 物 和 植 物 体 内, 引 起 病 害

植 物 病 原 线 虫 概 述 危 害 植 物 的 线 虫 称 为 植 物 病 原 线 虫 或 植 物 寄 生 线 虫, 或 简 称 植 物 线 虫 植 物 受 线 虫 危 害 后 所 表 现 的 症 状, 与 其 他 的 病 害 病 状 相 似, 有 个 病 理 病 变 的 过 程, 即 线 虫 通 过 分 泌 有 毒 物 质 和 吸 收 营 养 破 坏 寄 主 细 胞 和 组 织, 因 此 习 惯 上 都 把 寄 生 线 虫 作 为 病 原 物 来 研 究, 称 为 线 虫 病, 是 植 物 病 理 学 内 容 的 一 部 分

植 物 病 原 线 虫 概 述 近 几 十 年 来, 世 界 各 国 和 我 国 的 线 虫 学 发 展 迅 速 据 统 计, 到 目 前 为 止 全 世 界 已 报 道 发 现 植 物 寄 生 线 虫 260 个 属, 共 5700 多 个 种 FAO 统 计 全 世 界 每 年 因 线 虫 危 害 给 粮 食 和 纤 维 作 物 造 成 的 损 失 大 约 为 12% 水 果 20% 蔬 菜 30%

根 结 线 虫 危 害 人 参 和 番 茄

茎 线 虫 危 害 甘 薯 茎 线 虫 危 害 洋 葱 松 材 线 虫 危 害 松 树

植 物 病 原 线 虫 概 述 早 在 1743 年 Needham 就 发 现 病 瘪 的 小 麦 粒 有 小 的 蠕 虫, 是 小 麦 粒 线 虫 1859 年 发 表 了 甜 菜 根 线 虫 的 第 一 篇 报 道, 当 时 这 种 线 虫 使 欧 洲 的 甜 菜 制 糖 工 业 遭 受 重 大 损 失 1907 年 著 名 线 虫 学 者 Cobb 在 美 国 农 业 部 内 建 立 第 一 个 线 虫 学 研 究 机 构, 被 誉 为 线 虫 学 之 父 1916 年, 章 祖 纯 发 表 了 关 于 北 京 附 近 的 小 麦 粒 线 虫 和 粟 线 虫 的 报 道

小 麦 粒 线 虫

甜 菜 胞 囊 线 虫

植 物 线 虫 的 危 害 历 史 上 欧 洲 的 甜 菜 胞 囊 线 虫 (Heterodera schachtii) 马 铃 薯 金 线 虫 (Globoderarostocheinsis), 引 起 严 重 的 植 物 线 虫 病 害 目 前 根 结 线 虫 (Meloidogyne spp.) 已 引 起 严 重 的 蔬 菜 花 卉 和 果 树 病 害, 列 入 国 家 的 农 业 科 技 行 业 专 项 进 行 研 究 解 决 东 北 和 黄 淮 地 区 的 大 豆 胞 囊 线 虫 (Heterodera glycines ) 甘 薯 茎 线 虫 (Ditylenchusdipsaci) 粟 线 虫 和 水 稻 干 尖 线 虫 (Aphelenchoides besseyi ) 都 一 直 造 成 生 产 上 的 严 重 损 失 近 年 来 松 材 线 虫 (Bursaphelenchusxylophilus ) 已 传 入 我 国 并 在 广 东 江 苏 安 徽 山 东 浙 江 等 省 蔓 延, 引 起 一 些 松 树 树 种 的 毁 灭 性 危 害 因 此, 植 物 的 线 虫 病 害 一 直 受 到 人 门 的 重 视

SCN 生 活 史 孵 化 J2 移 向 侵 染 位 点 侵 入 继 续 发 育 定 殖 于 中 柱

根 结 线 虫 危 害 番 茄 根

水 稻 干 尖 线 虫

草 莓 滑 刃 线 虫

松 材 线 虫 的 严 重 危 害

被 松 材 线 虫 危 害 的 树 木 易 产 生 蓝 变

第 一 节 植 物 病 原 线 虫 的 形 态 与 解 剖 植 物 线 虫 形 态 : 线 虫 细 长 线 形, 长 约 0.3~1mm, 也 有 长 达 4mm 左 右 的, 宽 为 0.015-0.135mm, 有 的 雌 虫 成 熟 后 膨 大 成 柠 檬 形 或 梨 形 线 虫 结 构 : 较 简 单, 虫 体 有 体 壁 和 体 腔, 体 腔 内 有 消 化 系 统 生 殖 系 统 神 经 系 统 等 器 官

第 一 节 植 物 病 原 线 虫 的 形 态 与 解 剖 线 虫 的 体 壁 几 乎 是 透 明 的, 所 以 能 看 到 它 的 内 部 结 构 体 腔 很 原 始, 充 满 了 体 腔 液, 算 是 一 种 原 始 的 血 液, 起 着 呼 吸 和 循 环 系 统 的 作 用 线 虫 缺 乏 真 正 的 呼 吸 系 统 和 循 环 系 统

第 一 节 植 物 病 原 线 虫 的 形 态 与 解 剖 植 物 寄 生 线 虫 口 针 : 口 腔 内 有 一 个 针 刺 状 的 器 官 称 作 口 针 (spear 或 stylet), 口 针 能 穿 刺 植 物 的 细 胞 和 组 织, 并 且 向 植 物 组 织 内 分 泌 消 化 酶 和 基 因, 消 化 寄 主 细 胞 中 的 物 质 或 影 响 寄 主 的 发 育 建 立 代 谢 库 为 自 己 提 供 营 养, 然 后 吸 入 食 道

线 虫 的 表 皮 花 纹

线 虫 的 侧 区 和 侧 线

线 虫 的 头 端 唇 区

线 虫 的 侧 感 器 形 状

雌 虫 的 阴 门 区

雄 虫 的 交 合 刺 与 交 合 伞

线 虫 的 乳 突 与 侧 尾 腺 口

线 虫 的 尾 部 形 态

小 环 线 虫 线 虫 的 头 部 和 尾 部 形 态

植 物 寄 生 线 虫 的 主 要 食 道 类 型 垫 刃 型 食 道 (Tylenchoid oesophagi ): 整 个 食 道 可 分 为 四 部 分, 靠 近 口 孔 是 细 狭 的 前 体 部, 往 后 是 膨 大 的 中 食 道 球, 之 后 是 狭 部, 其 后 是 膨 大 的 食 道 腺 背 食 道 腺 开 口 位 于 口 针 基 球 附 近, 而 腹 食 道 腺 则 开 口 于 中 食 道 球 腔 内

植 物 线 虫 ( 植 物 的 寄 生 虫 ) 的 口 腔 中 具 有 一 个 中 空 或 实 心 的 骨 化 结 构, 这 种 骨 化 结 构 通 常 称 为 口 针 或 矛 针 典 型 的 植 物 寄 生 线 虫 的 口 针 分 三 部 分 : 锥 体 基 杆 和 基 球, 口 针 是 中 空 的, 电 子 显 微 镜 研 究 显 示 口 针 前 端 开 口 位 于 锥 体 顶 部 的 侧 面

食 道 前 体 部 : 指 线 虫 口 腔 ( 或 口 针 基 球 ) 的 后 端 到 中 食 道 球 的 前 端 或 食 道 膨 大 部 前 端 的 部 分 有 些 种 类 的 植 物 寄 生 线 虫 的 食 道 在 口 针 基 球 附 近 具 有 一 个 开 口, 称 为 背 食 道 腺 开 口 (DGO), 开 口 的 有 无 和 位 置 对 于 某 一 种 线 虫 来 说 是 较 为 稳 定 的, 是 线 虫 的 重 要 分 类 特 征

食 道 中 部 : 在 食 道 的 前 体 部 和 峡 部 之 间 的 膨 大 部 分, 紧 接 在 前 体 部 的 后 面, 有 的 线 虫 没 有 这 部 分 结 构 多 数 植 物 寄 生 线 虫 的 这 部 分 食 道 的 内 壁 骨 化 形 成 瓣 门, 食 道 壁 较 厚, 肌 肉 发 达, 膨 大 呈 球 形 被 称 为 中 食 道 球

植 物 寄 生 线 虫 的 主 要 食 道 类 型 滑 刃 型 食 道 (Aphelenchoid oesophagi): 整 个 食 道 构 造 与 垫 刃 型 食 道 相 似, 但 其 背 腹 食 道 腺 均 开 口 于 中 食 道 球 腔 内 线 虫 的 食 道 类 型 是 线 虫 分 类 鉴 定 的 重 要 依 据

第 二 节 植 物 病 原 线 虫 的 生 活 史 和 生 态 一 植 物 病 原 线 虫 的 生 活 史 线 虫 由 卵 孵 化 出 幼 虫, 幼 虫 发 育 为 成 虫, 两 性 交 配 后 产 卵, 完 成 一 个 发 育 循 环, 即 线 虫 的 生 活 史 线 虫 的 幼 虫 般 有 4 个 龄 期, 卵 内 为 一 龄 幼 虫,J2, J3,J4 在 环 境 条 件 适 宜 的 情 况 下, 线 虫 完 成 一 个 世 代 一 般 只 需 要 3 4 周 的 时 间, 如 温 度 低 或 其 它 条 件 不 合 适, 则 所 需 时 间 要 长 一 些 线 虫 在 一 个 生 长 季 节 里 大 部 分 可 以 发 生 若 干 代

SCN 生 活 史 孵 化 J2 移 向 侵 染 位 点 侵 入 继 续 发 育 定 殖 于 中 柱

SCN 不 同 龄 期 线 虫 成 熟 后 突 出 根 表 胞 囊 新 形 成 的 胞 囊

SCN 四 龄 幼 虫 ( 雄 虫 ) SCN 成 虫 ( 雄 虫 ) SCN 四 龄 幼 虫 ( 雌 虫 ) SCN 四 龄 幼 虫 ( 雌 虫 )

矮 化 属 C B

二 植 物 病 原 线 虫 的 生 态 线 虫 的 水 生 习 性 : 线 虫 的 温 度 适 应 性 : 一 般 在 15 30 之 间 均 能 发 育 在 50-60 的 热 水 中 10 分 钟, 即 可 杀 死 土 壤 是 线 虫 的 最 重 要 的 生 态 环 境 : 适 宜 的 温 度 和 湿 度 线 虫 存 活 位 置 : 耕 作 层 0-20cm, 根 围 土 壤

提 问 1. 什 么 是 线 虫? 与 其 他 病 原 物 相 比, 线 虫 有 哪 些 特 点? 2. 为 什 么 把 线 虫 对 植 物 造 成 的 危 害 称 之 为 病 害? 3. 什 么 是 垫 刃 型 食 道, 什 么 是 滑 刃 型 食 道? 4. 线 虫 的 生 活 史?

第 三 节 植 物 病 原 线 虫 的 寄 生 性 和 致 病 性

一 线 虫 的 寄 生 性 植 物 病 原 线 虫 都 是 专 性 寄 生 的 植 物 病 原 线 虫 都 具 有 口 针 线 虫 的 寄 生 方 式 有 外 寄 生 和 内 寄 生 : 外 寄 生 线 虫 的 虫 体 大 部 分 留 在 植 物 体 外, 仅 以 头 部 穿 刺 到 寄 主 的 细 胞 和 组 织 内 吸 食, 类 似 蚜 虫 的 吸 食 方 式 ; 内 寄 生 线 虫 的 虫 体 进 入 组 织 内 吸 食

的 寄 生 情 况 植 物 寄 生 线 虫 在 植 物 组 织 中

一 线 虫 的 寄 生 性 线 虫 的 侵 染 部 位 : 地 下 部 位, 根 和 地 下 茎 鳞 茎 和 块 茎 等 最 容 易 受 侵 染, 植 物 地 上 的 茎 叶 芽 花 穗 等 部 位 也 可 被 侵 染 存 在 寄 生 专 化 性 : 大 豆 胞 囊 线 虫 有 生 理 小 种 现 象 小 麦 粒 线 虫 主 要 寄 生 小 麦, 偶 尔 寄 生 黑 麦, 很 少 发 现 寄 生 大 麦 有 的 寄 主 范 围 很 广, 如 根 结 线 虫

二 病 原 线 虫 的 致 病 性 1 直 接 作 为 病 原 物, 引 起 植 物 病 害 : 口 针 刺 伤 寄 主 在 寄 主 体 内 穿 行 造 成 机 械 伤 害 ; 分 泌 酶 和 毒 素, 引 起 病 变 ; 在 基 因 水 平 上 改 变 寄 主 的 细 胞 代 谢 过 程, 与 寄 主 争 夺 营 养 2 食 道 腺 的 分 泌 物 是 造 成 植 物 受 伤 害 的 最 主 要 原 因 食 道 腺 的 分 泌 物, 除 去 有 助 于 口 针 穿 刺 细 胞 壁 和 消 化 细 胞 内 含 物 便 于 吸 取 外, 还 有 其 他 影 响 3 造 成 复 合 侵 染, 形 成 并 发 症 : 口 针 造 成 伤 口, 为 其 他 病 原 物 提 供 侵 入 途 径, 如 真 菌 细 菌 等 由 于 上 述 各 方 面 的 影 响, 植 物 受 害 后 就 表 现 各 种 病 害 症 状

食 道 腺 的 分 泌 物 对 寄 主 细 胞 的 影 响 :(1) 刺 激 寄 主 细 胞 的 增 大, 以 致 形 成 巨 型 细 胞 或 合 胞 体 (syncytium);(2) 刺 激 细 胞 分 裂 形 成 瘤 肿 和 根 部 的 过 度 分 枝 等 畸 形 ;(3) 抑 制 根 茎 顶 端 分 生 组 织 细 胞 的 分 裂 ;(4) 溶 解 中 胶 层 使 细 胞 离 析 ;(5) 溶 解 细 胞 壁 和 破 坏 细 胞

如 何 区 分 寄 生 性 和 腐 生 性 线 虫 腐 生 性 线 虫 的 特 征 主 要 是 : 口 腔 内 没 有 口 针, 食 道 多 为 双 胃 型 或 小 杆 型, 在 水 中 非 常 活 跃 寄 生 性 线 虫 的 特 征 主 要 是 : 口 腔 内 有 口 针, 食 道 多 为 滑 刃 型 或 垫 刃 型, 在 水 中 不 活 跃

线 虫 与 其 它 病 原 物 的 侵 染 的 关 系 复 合 型 病 害 症 状 发 生 ( 协 同 危 害 ) 真 菌 细 菌 传 染 植 物 病 毒 的 介 体 : 剑 属 长 针 属 和 毛 刺 属 检 疫 线 虫 复 合 侵 染 常 常 超 过 这 些 线 虫 本 身 对 植 物 所 造 成 的 损 害

第 四 节 植 物 病 原 线 虫 的 主 要 类 群

一 植 物 病 原 线 虫 的 分 类 线 虫 分 类 的 主 要 依 据 是 形 态 学 的 差 异 线 虫 的 种 类 和 数 量 很 多, 据 Hyman(1951) 的 估 计, 全 世 界 有 50 多 万 种, 在 动 物 中 是 仅 次 于 昆 虫 的 一 庞 大 类 群 Maggenti(1991) 提 出 将 线 虫 单 独 建 立 一 个 门 线 虫 门 (nematoda), 再 根 据 侧 尾 腺 口 (phasmid) 的 有 无, 分 为 2 个 纲 : 侧 尾 腺 口 纲 (Secernentea) 和 无 侧 尾 腺 口 纲 (Adenophorea) 植 物 病 原 线 虫 主 要 分 布 在 垫 刃 目 和 矛 线 目 两 个 目 内, 垫 刃 目 属 于 侧 尾 腺 口 纲, 矛 线 目 属 于 无 侧 尾 腺 口 纲

二 植 物 病 原 线 虫 的 主 要 类 型

( 一 ) 粒 线 虫 属 (Anguina) 粒 线 虫 属 线 虫 大 都 寄 生 在 禾 本 科 植 物 的 地 上 部, 在 茎 叶 上 形 成 虫 瘿, 或 者 破 坏 子 房 形 成 虫 瘿 模 式 种 为 小 麦 粒 线 虫 (A.tritici ), 引 起 小 麦 粒 线 虫 病, 有 时 也 危 害 黑 麦

小 麦 粒 线 虫

( 二 ) 茎 线 虫 属 (Ditylenchus ) 茎 线 虫 属 线 虫 危 害 地 上 部 的 茎 叶 和 地 下 的 根 鳞 茎 和 块 根 等, 造 成 组 织 的 坏 死 或 在 根 上 形 成 瘤 肿 模 式 种 起 绒 草 茎 线 虫 D.dipsaci 是 危 害 严 重 而 常 见 的 种 腐 烂 茎 线 虫 D.destructor 引 起 甘 薯 和 马 铃 薯 的 糠 腐 线 虫 病

水 稻 茎 线 虫

( 三 ) 滑 刃 线 虫 属 (Aphelenchoides) 主 要 危 害 叶 片 和 幼 芽, 亦 称 作 叶 芽 线 虫 模 式 种 为 A.kuehni, 其 中 重 要 种 类 有 菊 花 叶 线 虫 A.ritzemabosi 造 成 菊 花 叶 片 组 织 变 色 和 坏 死 ; 贝 西 滑 刃 ( 水 稻 干 尖 ) 线 虫 A.besseyi 造 成 水 稻 干 尖 线 虫 病 和 草 莓 叶 芽 线 虫 A.fragariae 引 起 草 莓 叶 芽 线 虫 病

水 稻 干 尖 线 虫

草 莓 滑 刃 线 虫

松 材 线 虫 Pine Wilt Nematode Bursaphelenchus xylophilus

( 四 ) 异 皮 线 虫 属 (Heterodera) 异 皮 线 虫 属 又 称 胞 囊 线 虫 属, 有 形 成 胞 囊 的 特 征, 主 要 危 害 植 物 的 根, 又 称 为 根 线 虫 雌 虫 膨 大 成 柠 檬 型, 有 阴 门 锥 模 式 种 为 甜 菜 胞 囊 线 虫, 我 国 危 害 严 重 的 有 大 豆 胞 囊 线 虫 H.glycines 和 燕 麦 胞 囊 线 虫 H.avenae 等

Soybean Cyst Nematode(SCN) Heterodera glycines When SCN populations are high plants can be severely stunted and yellow. Small white structures on the root are cysts, swollen bodies of female nematodes. Infected plants have very few nodules.

Numerous cysts can be seen on this soybean root system.

( 五 ) 根 结 线 虫 属 (Meloidogyne ) 根 结 线 虫 属 线 虫 与 胞 囊 线 虫 相 似, 雌 虫 虫 体 膨 大 呈 梨 形, 尾 端 不 突 出 形 成 鉴 别 特 征 的 会 阴 花 纹, 线 虫 在 寄 主 植 物 根 部 形 成 根 结 根 结 线 虫 属 是 一 类 危 害 植 物 最 严 重 的 线 虫, 可 以 危 害 单 子 叶 和 双 子 叶 植 物, 广 泛 分 布 世 界 各 地

会 阴 花 纹

根 结 线 虫 与 胞 囊 线 虫 的 主 要 区 别 是 寄 主 植 物 受 害 的 根 部 肿 大, 形 成 瘤 状 根 结, 雌 虫 的 卵 全 部 排 出 体 外 进 入 卵 囊 中, 成 熟 雌 虫 的 虫 体 白 色 不 变 厚, 不 变 为 深 褐 色 胞 囊 线 虫

第 五 节 线 虫 的 危 害 及 防 治 线 虫 病 害 的 症 状 特 点 1. 矮 化, 黄 化, 生 长 不 良, 类 似 营 养 缺 乏 症 2. 畸 形, 植 株 叶 片 腋 芽 扭 曲, 变 形 3. 根 部 肿 大, 须 根 丛 生, 腐 烂 病 症 : 大 部 分 无 病 症, 只 有 镜 检 才 能 够 观 察 到 病 原 线 虫

植 物 线 虫 病 害 的 防 治 IPM 1. 检 疫 2. 轮 作 3. 培 育 抗 病 品 种 4. 土 壤 处 理 ( 热 处 理 杀 线 剂 处 理 ) 5. 化 学 与 生 物 防 治 最 成 功 的 是 各 种 措 施 的 综 合 应 用

检 疫 Plant Quarantine

轮 作 Crop Rotation 与 非 寄 主 植 物 轮 作 : 大 豆 - 玉 米 - 小 麦 - 大 豆 与 抗 性 品 种 轮 作 : 感 病 丰 产 大 豆 - 玉 米 - 抗 性 大 豆 - 感 病 大 豆

热 处 理 Treating with heat 蒸 汽 消 毒 温 汤 浸 种 土 壤 热 处 理 ( 高 温 焖 棚 )

药 剂 熏 蒸 Methyl Bromide( 溴 甲 烷 )

生 物 防 治 Biological Control of Nematodes Soil-borne fungus, Arthrobotrys dactyloides trapping a plant-parasitic parasitic nematode.

线 虫 生 防 菌 的 捕 食 线 虫 结 构

课 堂 提 问 : 1. 植 物 寄 生 线 虫 与 腐 生 线 虫 在 形 态 上 的 区 别 是 什 么? 2. 如 何 区 分 根 结 线 虫 属 与 胞 囊 线 虫 属? 3. 生 产 上 危 害 严 重 的 线 虫 病 害 有 哪 些? 如 何 防 治?