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第37卷第4期农业工程学报 V ol.37 No.42021年2月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Feb. 2021 249 利用作物生长模型和时序信号甄别水稻镉胁迫孔丽，刘美玲※，刘湘南，邹信裕（中国地质大学（北京）信息工程学院，北京 100083）摘要：在自然农田生态系统中，农作物的生长通常受到各类环境胁迫（如重金属胁迫、病虫害、水分、营养）的影响，如何区分重金属胁迫与其他胁迫有待进一步研究。
该研究选取了湖南省株洲为试验区，收集2017—2019年的Sentinel-2卫星影像数据，结合野外实测数据，开展水稻重金属镉（Cd）胁迫识别研究。
首先，利用作物生长模型World Food Studies （WOFOST）同化时序遥感数据获取每年的叶面积指数（Leaf Area Index，LAI）时间序列曲线；然后运用集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD）方法对LAI时间序列进行多尺度分解，得到不同的时序信号分量（Intrinsic Mode Function，IMF）；最后使用动态时间规整（Dynamic Time Warping，DTW）方法计算受胁迫水稻分解后的时间序列与健康水稻分解后的时间序列之间的DTW距离，即归一化胁迫指数。
结果表明：归一化胁迫指数是水稻重金属胁迫敏感的参数，与土壤重金属含量的相关系数为0.851，水稻受到的胁迫程度越高，归一化胁迫指数值越大，反之越低；在试验区中，水稻重度重金属胁迫的分布面积比例相对较低，且主要集中在西部、东北部以及偏东南地区。
融合集合经验模态分解和动态时间规整方法能有效地甄别并定量分析水稻重金属胁迫状况，从而为作物重金属污染胁迫监测提供重要参考。
关键词：遥感；模型；重金属；镉胁迫；时序信号分解；WOFOSTdoi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.04.030中图分类号：S127 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2021)-04-0249-08孔丽，刘美玲，刘湘南，等. 利用作物生长模型和时序信号甄别水稻镉胁迫[J]. 农业工程学报，2021，37(4)：249-256.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.04.030 Kong Li, Liu Meiling, Liu Xiangnan, et al. Identifying heavy metal (Cd) stress in rice using time-series signals and crop growth model[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(4): 249-256. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.04.030 0 引 言随着经济的不断发展，工业化不断推进，土壤重金属污染成为当今世界面临的重大生态环境问题之一[1]。
干旱胁迫对水稻产量和干物质积累的影响
干旱胁迫是指环境中水分供应不足，超过了作物的水分需求，导致作物生理和生化过
程受到抑制的一种生态环境现象。
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是许多国家的
主要粮食来源之一。
干旱胁迫对水稻的产量和干物质积累有着显著的影响。
干旱胁迫会显著降低水稻的产量。
水稻属于高水分要求的作物，干旱条件下，作物的
生长和发育会受到抑制。
干旱会导致水稻植株的生长速度减缓，株高和茎粗度减少，使得
水稻产量显著降低。
干旱还会影响水稻的花粉活力和结实率，进一步减少花粉的产生和结
实的数量，从而导致水稻产量的减少。
干旱胁迫对水稻的干物质积累也有着明显的影响。
干物质积累是指植物体内干物质的
累积量，包括了根、茎、叶等各个部分的干物质。
干旱胁迫会导致水稻植株的光合作用减弱，叶片的生物合成过程受到抑制，从而减少了干物质的产生。
干旱还会限制水稻根系的
生长，减少水稻对土壤中养分的吸收和利用，进一步影响干物质的积累。
干旱胁迫还会影响水稻的品质。
水稻的品质是指水稻的米粒形状、色泽、风味等特征。
干旱胁迫条件下，水稻的品质会受到不同程度的损害。
干旱会导致水稻的米粒变小，脆性
增加，稻米中的淀粉含量增加，影响稻米的口感和风味。
干旱胁迫对水稻的产量和干物质积累有着显著的影响。
为了提高水稻的抗旱性能，可
以采取合理的灌溉措施、选育抗旱的水稻品种、施用有机肥料等措施来减轻干旱对水稻的
影响，从而保障粮食生产的稳定和粮食安全。
水稻干尖线虫发生危害及防治技术
刘丹;冯齐山;冯景科
【期刊名称】《垦殖与稻作》
【年(卷),期】2006(000)B06
【摘要】介绍了干尖线虫发生的症状及病原来源，指出了该病的发病规律和传播途径，重点阐述了水稻干尖线虫的防治方法。
【总页数】1页(P50)
【作者】刘丹;冯齐山;冯景科
【作者单位】营口市农业中心,辽宁营口115003
【正文语种】中文
【中图分类】S435.111.48
【相关文献】
1.水稻干尖线虫不同接种方式对稻株发病率的影响及防治技术 [J], 谢春芹;陈啸寅;潘以楼;杨鹤同;朱桂梅;石晶晶
2.水稻干尖线虫对水稻剑叶的危害及对生长和产量的影响 [J], 汪智渊;陆菲;杨红福;刘杰;吴鸣虹
3.干尖线虫对水稻的危害规律分析及防治策略 [J], 丁宏议
4.水稻干尖线虫发生危害及防治技术 [J], 刘丹;冯齐山;冯景科
5.丹东地区水稻干尖线虫的发生与防治 [J], 王玉东;孙振东;张丽娟;刘昌盛
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稻瘟病胁迫下水稻叶片叶绿素含量与光谱特征参数的相关性研究谢凯;蒋蘋;罗亚辉【期刊名称】《中国农学通报》【年(卷),期】2017(33)17【摘要】为实现受稻瘟病侵染水稻叶片叶绿素含量的高光谱反演,以‘陵两优268’为研究对象,测定受稻瘟病侵染的85个水稻叶片样品的叶绿素含量和高光谱反射率,分析受稻瘟病侵染的水稻叶片高光谱反射率与叶绿素含量间的相关关系,使用线性与非线性回归技术建立叶绿素含量反演模型。
结果显示:叶绿素含量与原始光谱及一阶导数光谱的敏感波段分别发生在700 nm和752 nm,基于光谱特征参数SDr的回归模型均方根误差为1.27,平均相对误差为10.2%。
研究表明受稻瘟病侵染水稻叶片光谱反射率差异明显,基于光谱特征参数SDr的回归模型预测叶绿素含量具有较高的精度。
【总页数】6页(P117-122)【关键词】稻瘟病;高光谱;叶绿素含量;光谱特征参数【作者】谢凯;蒋蘋;罗亚辉【作者单位】湖南农业大学工学院;南方粮油作物协同创新中心【正文语种】中文【中图分类】S2【相关文献】1.水稻冠层高光谱特征变量与叶片叶绿素含量的相关性研究 [J], 刘桃菊;胡雯君;张笑东;江绍琳;唐建军;徐涛;陈美球2.利用光谱特征参数估算病害胁迫下杉木叶绿素含量 [J], 伍南;刘君昂;闫瑞坤;周国英3.松树叶片光谱特征参数与叶绿素含量相关性分析 [J], 向荣;袁莉;秦林;宋清亮;张家豪;屈妍希;周佳维4.松树叶片光谱特征参数与叶绿素含量相关性分析 [J], 向荣; 袁莉; 秦林; 宋清亮; 张家豪; 屈妍希; 周佳维5.水稻叶片叶绿素含量与吸收光谱变量的相关性研究 [J], 刘子恒;唐延林;常静;楼佳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于改进YOLOV5s的水稻害虫识别研究目录一、内容综述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 国内外研究现状综述 (5)1.4 研究内容与方法 (6)二、相关工作与技术基础 (7)2.1 YOLOV5s算法概述 (8)2.2 水稻害虫检测研究进展 (10)2.3 改进方法与技术路线 (11)三、改进的YOLOV5s算法设计 (12)3.1 网络结构优化 (14)3.2 损失函数定制 (15)3.3 数据增强策略 (16)3.4 运动目标检测专用数据集准备 (17)四、实验设计与结果分析 (18)4.1 实验环境配置 (19)4.2 实验参数设置 (20)4.3 捕获结果与对比分析 (21)4.4 案例分析 (22)五、结论与展望 (23)5.1 研究成果总结 (24)5.2 现有研究的局限性与未来工作方向 (25)5.3 对农业生产的实际贡献与应用前景 (27)一、内容综述随着深度学习技术的快速发展，计算机视觉在农业领域中的应用逐渐受到重视。
目标检测作为计算机视觉的一个重要分支，在农业病虫害检测中发挥着重要作用。
传统的目标检测算法在复杂场景下的检测效果受到限制，如何提高目标检测的准确性和鲁棒性成为了研究热点。
YOLOV5s是一种基于深度学习的目标检测算法，具有较高的检测速度和精度。
在实际应用中，水稻害虫的种类繁多，且受环境因素影响较大，因此对检测算法提出了更高的要求。
为了提高水稻害虫识别的准确率和效率，本研究对改进YOLOV5s进行了探索。
通过对YOLOV5s进行改进，可以提高其检测速度和精度。
具体方法包括：引入注意力机制，增强模型对关键区域的关注；优化网络结构，减少计算量，提高运行效率；采用数据增强技术，扩大训练样本规模，提高模型的泛化能力。
针对水稻害虫的特点，可以对改进后的YOLOV5s进行进一步优化。
可以针对水稻害虫的形态特征设计特定的检测分支，提高检测的准确性；同时，结合多尺度输入和多尺度预测，提高模型对不同尺寸目标的检测能力。
《盐胁迫下水稻苗期生理响应及应答机制》一、引言随着全球气候的变化，土壤盐渍化问题日益严重，对农业生产造成了巨大的威胁。
水稻作为我国最重要的粮食作物之一，其生长受到盐胁迫的严重影响。
因此，研究盐胁迫下水稻苗期的生理响应及应答机制，对于提高水稻抗盐性、保障粮食安全具有重要意义。
二、盐胁迫对水稻苗期生长的影响盐胁迫会对水稻苗期的生长产生多方面的负面影响。
首先，盐分会导致土壤中水分渗透势降低，影响水稻对水分的吸收和利用。
其次，过高的盐分会导致离子失衡，影响植物的正常代谢。
此外，盐胁迫还会导致光合作用减弱、营养元素吸收受阻等。
这些影响最终表现为水稻生长受抑、生物量减少、叶片黄化等症状。
三、盐胁迫下水稻苗期的生理响应在盐胁迫下，水稻苗期会产生一系列生理响应。
首先，为了维持体内离子平衡，水稻会通过调节根系对离子的吸收和转运来降低体内盐分浓度。
其次，为了维持正常的代谢活动，水稻会调整光合作用和呼吸作用的平衡，以适应盐胁迫环境。
此外，水稻还会通过提高抗氧化酶活性、降低活性氧产生等途径来减轻盐胁迫对细胞的氧化损伤。
四、水稻苗期对盐胁迫的应答机制为了应对盐胁迫，水稻苗期形成了一系列的应答机制。
首先，通过调节基因表达，水稻可以启动一系列抗盐相关基因的转录和表达，以应对盐胁迫带来的影响。
其次，通过调整物质代谢途径和产物含量，如脯氨酸、甜菜碱等有机渗透调节物质的积累，以维持细胞内外渗透压平衡。
此外，通过形成根毛和增加根系体积等形态学变化，提高根系对水分和养分的吸收能力。
五、结论综上所述，盐胁迫对水稻苗期生长产生了多方面的负面影响，但水稻通过一系列生理响应和应答机制来应对这些挑战。
未来研究应进一步深入探讨这些生理响应和应答机制的具体分子机制和调控网络，为提高水稻抗盐性提供理论依据。
同时，应通过基因编辑技术培育抗盐性强的水稻品种，以适应日益严重的土壤盐渍化问题。
此外，还应结合农业实践，采取合理的灌溉、施肥等农业管理措施，减轻盐胁迫对水稻生长的负面影响。
水稻生长对干旱胁迫的响应及抗旱性研究进展马一泓;王术;于佳禾;赵晨;贾宝艳;黄元财;王岩;王韵;徐铨【摘要】水稻是我国主要粮食作物,也是用水量最多的作物.研究水稻抗旱性,培育抗旱水稻品种,实现水资源不足背景下水稻的高产和稳产,有助于缓和粮食生产与水资源短缺之间的矛盾.国内外学者对水稻抗旱机理、抗旱鉴定指标以及抗旱相关基因的分析等做了大量研究并取得了突破性进展.本文从形态特征、生理生化特性以及分子水平等方面综述了干旱胁迫对水稻生长的影响,全面了解水稻在干旱胁迫下的形态变化及其生理生化抗旱机制,以期为鉴定筛选抗旱种质、选育抗旱品种提供参考.【期刊名称】《种子》【年(卷),期】2016(035)007【总页数】5页(P45-49)【关键词】水稻;抗旱;形态特征;生理生化特征;分子水平【作者】马一泓;王术;于佳禾;赵晨;贾宝艳;黄元财;王岩;王韵;徐铨【作者单位】沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866;沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866;沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866;沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866;沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866;沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866;沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866;沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866;沈阳农业大学农学院/农业部东北水稻生物学与遗传育种重点实验室, 辽宁沈阳10866【正文语种】中文【中图分类】S511通迅作者：王术(1968—)，男，教授，博士生导师；E-mail:*****************。
探究水稻低温胁迫响应机理水稻是世界上主要的粮食作物之一，但是在生长过程中面临着各种环境压力，其中包括低温胁迫。
低温胁迫会导致水稻的发育和产量受到严重影响，因此研究水稻在低温胁迫条件下的究竟是如何应对这种压力，具有重要的意义。
水稻在低温胁迫下的响应机理是多样的，主要包括以下几个方面：1. 基因调控低温胁迫会引起水稻基因组的调控变化，导致一些基因的表达水平发生变化。
这些基因调控的变化能够调节水稻的生长和代谢过程，增强其抵御压力的能力。
比如，一些特定的转录因子（如DREB和CBF）能够激活多种抗寒反应基因的表达，从而提高水稻在低温胁迫下的耐受力。
2. 膜调节低温胁迫会影响水稻细胞膜脂质的组成和分子流动性，影响细胞膜的稳定性和渗透性。
但是，在低温胁迫条件下，水稻能够通过增加不饱和脂肪酸的含量和调节膜蛋白的表达，从而加强细胞膜的稳定性和渗透性，增强其抵御压力的能力。
3. 激素调控低温胁迫还能够激发水稻的激素系统，如ABA、SA、ET等。
这些激素在低温胁迫下发挥重要的作用，调节水稻的抗寒反应、生长和发育。
例如，ABA能够通过调节抗氧化酶的表达和细胞膜的稳定性，从而增强水稻在低温胁迫下的耐受力。
4. 抗氧化反应低温胁迫会导致水稻受到氧化应激，进而引起细胞膜的脂质过氧化和蛋白质的氧化损伤。
然而，水稻在低温胁迫下能够激活抗氧化酶的活性，如超氧化物歧化酶、过氧化物酶和维生素C等，从而清除氧自由基和其他活性氧物质，维持细胞内环境的稳定。
5. 全局调控低温胁迫还能激活一些全局性的调控机制，如Heat shock因子(Hsf)、snoRNA从而影响水稻的转录、翻译、修饰、蛋白质定位、酶学和代谢等过程，以响应压力，增强水稻应对低温胁迫的能力。
研究表明，低温胁迫会引起水稻响应机理的复杂变化，而水稻究竟如何应对低温胁迫，还需要进一步深入的研究。
对于探究水稻抗寒机制的研究，可以为培育具有高产、高抗逆能力和耐荒条件下的农作物品种提供理论依据和技术支持，从而支持全球粮食安全。
第52卷 第1期2024年1月西北农林科技大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f N o r t h w e s t A&F U n i v e r s i t y(N a t .S c i .E d .)V o l .52N o .1J a n .2024网络出版时间:2023-06-30 16:20 D O I :10.13207/j .c n k i .jn w a f u .2024.01.011网络出版地址:h t t ps ://k n s .c n k i .n e t /k c m s 2/d e t a i l /61.1390.S .20230629.1646.012.h t m l 中国北方稻田及其周边环境中根结线虫种类鉴定[收稿日期] 2022-10-20[基金项目] 四川省 十四五 农作物及畜禽育种攻关项目(2021Y F Y Z 0021);国家水稻产业技术体系项目(C A R S -01-41);四川省财政自主创新专项(2022Z Z C X 025);四川省农业科学院国际科技交流合作提升行动计划项目(2021Z S S F G H 06,2022Z S S F G H 08) [作者简介] 杨 芳(1991-),女,四川广安人,助理研究员,硕士,主要从事植物线虫病害研究㊂E -m a i l :yf w e 928@163.c o m [通信作者] 卓富彦(1990-),男,四川简阳人,农艺师,硕士,主要从事水稻病虫害绿色防控技术研究与推广㊂E -m a i l :z h u o f u y a n @ag r i .go v .c n 杨 芳1,徐 幸1,郭 荣3,于文娟1,彭云良1,姬红丽1,卓富彦2,3(1四川省农业科学院植物保护研究所农业农村部西南有害生物综合治理重点实验室,四川成都610066;2中国农业科学院植物保护研究所,北京100193;3全国农业技术推广服务中心,北京100125)[摘 要] ʌ目的ɔ了解我国北方稻田及其周边环境中根结线虫的种类,为进一步制定水稻根结线虫病的防治策略提供参考㊂ʌ方法ɔ2020和2021年春季从我国河南㊁山东㊁宁夏㊁北京㊁吉林㊁黑龙江㊁新疆㊁甘肃㊁河北㊁辽宁㊁山西㊁陕西和内蒙古13个省(直辖市/自治区)的连片稻田㊁周围田埂㊁旱地等采集了1032份土样,每份土样与灭菌河沙混合后平均分成3等份分别放入花盆中,盆中一半播水稻一半播番茄,50d 后检测水稻或番茄根系是否有根结产生㊂挑取阳性样品根结中的雌成虫,制作会阴花纹玻片,对根结线虫种类进行形态鉴定;同时利用我国常见6种根结线虫特异性引物对土样中的根结线虫种类进行分子鉴定㊂ʌ结果ɔ生物测定结果显示,有119份土样能够引起水稻或番茄幼苗产生根结,总检出率为11.53%,其中宁夏回族自治区土样检出率最高,为33.33%㊂在根结线虫种类鉴定中发现,拟禾谷根结线虫(M e l o i d o g yn e g r a m i n i c o l a )为北方水稻产区优势种,占鉴定样品的96.83%;花生根结线虫(M .a r e n a r i a )㊁北方根结线虫(M .h a p l a )㊁南方根结线虫(M .i n c o g n i t a )㊁象耳豆根结线虫(M .e n t e r o l o b i i )和爪哇根结线虫(M .j a v a n i c a )分别占鉴定样品的84.13%,52.38%,31.75%,15.87%和3.17%㊂受1,2,3,4,5和6种根结线虫侵染的土样比例分别为11.11%,28.57%,28.57%,28.57%,3.18%和0%㊂其中最常见的为拟禾谷根结线虫㊁南方根结线虫㊁花生根结线虫和北方根结线虫混合侵染(23.81%),其次为拟禾谷根结线虫和花生根结线虫混合侵染(22.22%),再次为拟禾谷根结线虫㊁花生根结线虫和北方根结线虫混合侵染(15.87%),其他不同种类根结线虫混合侵染的田块比例不超过10.00%㊂ʌ结论ɔ根结线虫广泛分布于我国北方稻田及其周边环境中,其中拟禾谷根结线虫为优势种,象耳豆根结线虫也已适应低温由南向北扩散,今后应加大研究根结线虫在北方露地低温环境下的适应能力及扩散和危害风险,制定相应的防治措施㊂[关键词] 稻田;根结线虫鉴定;混合侵染;拟禾谷根结线虫;象耳豆根结线虫;中国北方[中图分类号] S 432.4+5[文献标志码] A[文章编号] 1671-9387(2024)01-0098-11I d e n t i f i c a t i o n o f r o o t -k n o t n e m a t o d e s p e c i e s f r o m p a d d yf i e l d a n d s u r r o u n d i ng en v i r o n m e n t i n n o r t h e r n C h i n a Y A N G F a n g 1,X U X i n g 1,G U O R o n g 3,Y U W e n j u a n 1,P E N G Y u n l i a n g 1,J I H o n g l i 1,Z HU O F u ya n 2,3(1M O A K e y L a b o r a t o r y o f I n t e g r a t e d M a n a g e m e n t o f P e s t s o n C r o p s i n S o u t h w e s t C h i n a ,I n s t i t u t e o f Pl a n t P r o t e c t i o n ,S i c h u a n A c a d e m y o f A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,C h e n g d u ,S i c h u a n 610066,C h i n a ;2I n s t i t u t e o f P l a n t P r o t e c t i o n ,C h i n e s e A c a d e m y o fA g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,B e i j i n g 100193,C h i n a ;3N a t i o n a l A g r o -T e c h E x t e n s i o n a n d S e r v i c e C e n t e r ,B e i j i n g 100125,C h i n a )A b s t r a c t :ʌO b j e c t i v e ɔT h i s s t u d y a n a l yz e d t h e d i s t r i b u t i o n o f r o o t -k n o t n e m a t o d e s (R K N s )i n r i c e p r o d u c i n g a r e a s i n n o r t h e r n C h i n a t o p r o v i d e s t r a t e g i e s f o r n e m a t o d e c o n t r o l .ʌM e t h o d ɔI n s p r i n g of 2020a n d2021,1032s o i l s a m p l e s w e r e c o l l e c t e d f r o m c o n t i n u o u s p a d d y f i e l d s,s u r r o u n d i n g f i e l d r i d g e s a n d d r yc r o p l a nd s f r o m13p r o v i n ce s(m u n i c i p a l i t y/a u t o n o m o u s r e g i o n)i n n o r t h e r n C h i n a,i n c l u d i n g H e n a n,S h a n-d o n g,N i n g x i a,Be i j i n g,J i l i n,H e i l o n g j i a n g,X i n j i a n g,G a n s u,H e b e i,L i a o n i n g,S h a n x i,S h a a n x i a n d I n n e r M o n g o l i a.E a c h s o i l s a m p l e w a s m i x e d w i t h a u t o s a v e d s a n d a n d d i v i d e d i n t o t h r e e s u b-s a m p l e s,a n d r i c e a n d t o m a t o w e r e u s e d a s b a i t i n g p l a n t s t of o r mg a l l s,whi c h w e r e c h e c k e d a f t e r50d.P e r i n e a l p a t t e r n s w e r e m a d e o n s e l e c t e d a d u l t f e m a l e s t o g e n e r a t e m o r p h o l o g i c a l f e a t u r e s a n d6p a i r s o f s p e c i f i c p r i m e r s w e r e u s e d t o i d e n t i f y t h e R K N s p e c i e s a s m o l e c u l a r t o o l s.ʌR e s u l tɔA t o t a l o f119s o i l s a m p l e s w e r e a b l e t o f o r m r o o t g a l l s o n b a i t i n g r o o t s o f r i c e o r t o m a t o.T h e o v e r a l l r e l e v a n c e r a t i o w a s11.53%a n d N i n g x i a h a d t h e h i g h-e s t r e l e v a n c e r a t i o o f33.33%.I n i d e n t i f i e d s a m p l e s,M e l o i d o g y n e g r a m i n i c o l a w a s t h e d o m i n a n t s p e c i e s w i t h r e l e v a n c e r a t i o o f96.83%.T h e r e l e v a n c e r a t i o s o f M.a r e n a r i a,M.h a p l a,M.i n c o g n i t a,M.e n t e r o l o-b i i a n d M.j a v a n i c a w e r e84.13%,52.38%,31.75%,15.87%a n d3.17%,r e s p e c t i v e l y.T h e r a t i o s o f P C Rd e t e c t e d s o i l s a m p l e s i n f e s t e d b y1,2,3,4,5a n d6o f R K N s p e c i e s w e r e11.11%,28.57%,28.57%,28.57%,3.18%a n d0%,r e s p e c t i v e l y.T h e m i x t u r e o f M.g r a m i n i c o l a,M.i n c o g n i t a,M.a r e n a r i a a n d M.h a p l a h a d t h e h i g h e s t i n f e c t i o n r a t i o n o f23.81%,f o l l o w e d b y M.g r a m i n i c o l a a n d M.a r e n a r i a m i x t u r e(22.22%)a n d M.g r a m i n i c o l a,M.a r e n a r i a a n d M.h a p l a m i x t u r e(15.87%),w h i l e t h o s e o f o t h e r m i x-t u r e s w e r e b e l o w10.00%.ʌC o n c l u s i o nɔR K N s w e r e w i d e l y d i s t r i b u t e d i n p a d d y f i e l d s a n d s u r r o u n d i n g e n-v i r o n m e n t i n n o r t h e r n C h i n a,a m o n g w h i c h M.g r a m i n i c o l a w a s t h e d o m i n a n t s p e c i e s.M.e n t e r o l o b i i h a da l s o s p r e a d a n d a d a p t e d t o l o w t e m p e r a t u r e f r o m s o u t h t o n o r t h.S t r e n g t h e n i n g t h e s t u d y o f R K N s a d a p t a-b i l i t y a n d f o r m u l a t i n gc o r r e s p o nd i n g c o n t r o l me a s u r e s a r e s u g g e s t e d.K e y w o r d s:p a d d y f i e l d;r o o t-k n o t n e m a t o d e i d e n t i f i c a t i o n;m i x e d i n f e s t a t i o n;M e l o i d o g y n e g r a m i n i c o-l a;M e l o i d o g y n e e n t e r o l o b i i;n o r t h e r n C h i n a植物线虫病是全球农业生产上最重要的病害之一,每年可造成的经济损失高达1570亿美元[1]㊂其中根结线虫被认为是十大植物寄生线虫之首,对农业安全生产威胁最为严重[2]㊂根结线虫为害典型特点是侵染植物根系,在根尖处形成瘤状根结,严重阻碍根部吸收和运输水分及养分,导致植株长势较弱㊁发育迟缓㊁叶片变色及枯萎㊂此外,植物根系受损后更易遭受土传性真菌及细菌为害,形成复合侵染,造成植物减产甚至整株死亡[3]㊂目前,在世界范围内已报道的根结线虫有效种98个[4],其中分布最广的有4种:分别为南方根结线虫(M e l o i d o g y n e i n c o g n i t a)㊁花生根结线虫(M.a r e n a r i a)㊁北方根结线虫(M.h a p l a)和爪哇根结线虫(M.j a v a n i c a)[5]㊂近年来,拟禾谷根结线虫(M.g r a m i n i c o l a)和象耳豆根结线虫(M.e n t e r o l o b i i)在我国扩散迅速,危害逐年加重㊂拟禾谷根结线虫广泛分布于热带和亚热带地区,其寄主范围广,可在水稻㊁小麦㊁玉米㊁大豆㊁番茄㊁香蕉等100多种作物及杂草上侵染危害,并以能够寄生水稻引起高达80%的产量损失而受到重视[6-7]㊂在我国,早年描述的在广西㊁海南等地寄生水稻的林氏根结线虫(M.l i n i)[8]和海南根结线虫(M.h a i n e s e s)[9],因其相似的形态和分子特征,现已被归为拟禾谷根结线虫㊂自2011年刘国坤等[10]发现拟禾谷根结线虫在福建危害水稻以来,该线虫目前自南向北已扩散到江西㊁湖南㊁湖北㊁四川㊁浙江㊁江苏㊁安徽和河南等地[11-18]㊂象耳豆根结线虫是最初发现于海南省儋州市象耳豆树上的一个新种[19],目前国内已扩散至广东㊁福建㊁云南和辽宁等地[20-21],世界范围已分布于北美洲的美国㊁墨西哥,南美洲的巴西㊁委内瑞拉,亚洲的中国㊁越南,欧洲的瑞士㊁葡萄牙,非洲的马拉维㊁南非㊁塞内加尔等国家[22]㊂象耳豆根结线虫寄主植物达3000多种,侵染危害经济作物达100种以上[20],并能克服植物包括番茄M i-1基因㊁马铃薯M h基因㊁大豆M i r1基因等多个基因主导的抗性[21]㊂随着气候变暖以及全社会对优质米需求上升,我国北方稻区水稻种植面积不断扩大并在我国粮食安全保障中起到极其重要的作用㊂为了解我国北方稻区稻田以及周边环境中根结线虫发生种类和分布情况,本研究对来自北方13个省(直辖市/自治区)的1032份土样进行了生物测定和根结线虫种类的鉴定,以期为进一步制定水稻根结线虫病的防治策略奠定基础㊂99第1期杨芳,等:中国北方稻田及其周边环境中根结线虫种类鉴定1材料与方法1.1土样采集2020和2021年春季由全国农业技术推广服务中心委托各省(直辖市/自治区)内2~3个市(县/区)植保植检站,在本地3~5个乡(镇)采集连片稻田㊁周围田埂及旱地土样㊂田块不论大小均沿 Z 字形路线选择10个取土点,各取土点采集0~20c m 耕作层土壤样品,每块田取土壤样品0.5~1k g,放入记载有样品地理位置和田块栽种作物类型信息的标签,装袋后常温运输㊁保存㊂2020年采集的土壤样品有河南68份㊁山东60份;2021年采集的土壤样品有宁夏30份㊁北京4份㊁吉林150份㊁黑龙江180份㊁新疆91份㊁甘肃30份㊁河北140份㊁辽宁110份㊁山西25份㊁陕西90份㊁内蒙古54份,两年合计1032份㊂1.2土样处理将收集的各田块土样在样品袋内擂碎,加一定体积的灭菌河沙(土样和河沙体积比为3ʒ1)后充分混匀,平均分成3等份分别放入带托盘(直径15 c m)的盆(直径14c m)中,共计3096盆㊂每盆土壤表面一半播种20粒番茄种子(美国红冠,四川省良明农业科技有限公司提供),另半边播种20粒水稻种子(日本晴)㊂种子表面覆盖一层灭菌细土后,用有效成分75%的百菌清600倍稀释液浇灌土壤预防立枯病㊂将花盆摆放在四川省农业科学院现代农业高新技术示范园的塑料大棚内,20d左右待气温稳定上升后移至旁边网室内水泥池中㊂水泥池排水孔保持打开,晴天时每天用喷雾器喷细雾以保持土壤湿润,阴雨天用塑料薄膜覆盖防止雨水冲淋㊂花盆与托盘之间始终保持2c m以上距离,以避免花盆间线虫交叉污染㊂1.3根结线虫生物测定所有花盆内的水稻和番茄培养50d后,拔取水稻和番茄根系洗去泥沙,调查每盆中2种植物根系上有无根结形成,同一块田3次重复中有1次及1次以上水稻或番茄根系上有根结产生,此土样记为阳性土样;3次重复中2种植物根系均未产生根结则记为阴性土样㊂检出率=阳性土样数/总土样数ˑ100%㊂1.4根结线虫形态鉴定选取根结数量较多的20份阳性土样,将土样中水稻和番茄根部清洗干净,每个土样水稻或番茄上随机挑取3个根结,放在载玻片上的乳酸中,置于体视镜(日本N i k o n公司,型号S M Z800N)下解剖,将雌虫挑出㊂再将挑出的雌虫放在载玻片上的乳酸中,从尾部上面一点位置切下,清理干净尾部内容物,将其挑到另一载玻片上的小滴甘油中,调整切口朝下,用针将切下部分四周整理为正方形即可㊂盖上盖玻片,用石蜡封边,贴好标签后,置于显微镜(德国C a r l Z e i s s公司,型号L S M900)下观察,并拍摄会阴花纹照片,再根据会阴花纹形态判断其所属根结线虫种类㊂1.5根结线虫分子鉴定1.5.1阳性土样线虫富集(1)收集生物测定阳性土样的水稻和番茄根系,轻轻清洗掉泥沙,用剪刀剪碎根系(大概剪成1~2mm),随后用浅盘分离法[23]分离根结线虫,48h后用50m L离心管收集线虫悬浮液;(2)将线虫悬浮液于4ħ冰箱静置24~48h,用电子移液器弃去上清,保留底部10m L沉积液;(3)将沉积液转移至10m L离心管,5000r/m i n离心5m i n,弃去上清,保留4m L沉积液;(4)将沉积液摇匀并分别转入2m L离心管中,5000r/m i n离心5m i n,用移液枪小心弃去上清,共获得100μL线虫沉积液,用于D N A提取㊂1.5.2根结线虫D N A提取将1.5.1节获得的线虫沉积液用液氮速冻30s,然后迅速于冰上研磨至粉状,12000r/m i n离心1m i n,分别加入10μL 蛋白酶K和20μL10ˑP C R b u f f e r,再次12000 r/m i n离心1m i n,放入P C R仪65ħ孵育90m i n, 95ħ灭活10m i n㊂1.5.3根结线虫分子鉴定利用我国常发生的6种根结线虫的特异性扩增引物(引物信息详见表1)进行根结线虫种类鉴定㊂P C R扩增体系:2ˑR a p i d T a p M a s t e r M i x(诺唯赞)12.5μL,上下游引物(10μm o l/L)各1μL,模板D N A1μL,d d H2O补足至25μL㊂P C R扩增程序:95ħ预热3m i n;95ħ变性15s,退火温度下退火15s(退火温度见表1),72ħ延伸1m i n,35个循环;72ħ延伸5m i n,12ħ保存㊂以不加模板D N A的灭菌d d H2O作为阴性对照,以实验室收集的上述6种根结线虫标准D N A样品作为阳性对照㊂P C R扩增产物用1%琼脂糖凝胶电泳进行检测,在紫外照胶仪(v i l b e r l o u r m a t,F u s i o n F X7)上观察并照相㊂能够扩增出特异性条带的土壤样品计为线虫阳性样品㊂根结线虫检出率=某种类根结线虫阳性土样数/分子鉴定总土样数ˑ100%㊂每种根结线虫随机选取1~2个P C R阳性产物送擎科生物公司进行测序,测序结果在N C B I001西北农林科技大学学报(自然科学版)第52卷上B L A S T 比对,并将序列上传至G e n B a n k ,得到序列登录号㊂表1 我国常见6种根结线虫分子鉴定引物信息T a b l e 1 I n f o r m a t i o n o f i d e n t i f i c a t i o n p r i m e r s f o r 6c o mm o n r o o t -k n o t n e m a t o d e s pe c i e s i n C h i n a 引物名称P r i m e r n a m e引物序列(5'➝3')P r i m e r s e qu e n c e (5'➝3')扩增片段/b pF r a gm e n t s i z e 退火温度/ħA n n e a l i n g t e m pe r a t u r e 靶标基因(N C B I 登录号)T a r ge t g e n e (N C B I G e n B a n k a c c e s s i o n N o .)检测对象D e t e c t e d o b je c t F j a v /R ja v G G T G C G C G A T T G A A C T G A G CC A G G C C C T T C A G T G G A A C T A T A C 66055M e l o i d o g yn e j a v a n i c a S C A R O P A -01.700(K P 411881.1)爪哇根结线虫M .ja v a n i c a M g F /M gR T T A T C G C A T C A T T T T A T T T G C G C T T T G T T A G A A A A T G A C C C T 36955M .g r a m i n i c o l a I T S (MK 559561.1)拟禾谷根结线虫M .gr a m i n i c o l a M i S F /M i S D G G G C A A G T A A G G A T G C T C T G G C A C C T C T T T C A T A G C C A C G 50255M .i n c o g n i t a S E C -1(OM 641986.1)南方根结线虫M .i n c o g n i t a J MV 1/J MV h a pl a G G A T G G C G T G C T T T C A A C A A A A A T C C C C T C G A A A A A T C C A C C 44055M .h a p l a I G S -S C A R (K J 576893.1)北方根结线虫M .h a pl a F a r /R a rT C G G C G A T A G A C A C T A C A A A C T T C G G C G A T A G A G G T A A A T G A C 41456M .a r e n a r i a S C A R M 3(K P 253748.1)花生根结线虫M .a r e n a r i a M e F /M e RA A C T T T T G T G A A A G T G C C G C T G T C A G T T C A G G C A G G A T C A A C C23656M .e n t e r o l o b i i I G S -S C A R (M Z 229299.1)象耳豆根结线虫M .e n t e r o l o b i i2 结果与分析2.1 根结线虫生物检测结果对来自北方13个省(直辖市/自治区)的1032份稻田㊁育秧地及周围田埂㊁旱地的土样进行生物检测,检测时花盆内一半播种水稻,另一半播种番茄,播种50d 后调查水稻和番茄根部根结发生情况㊂结果(表2)发现,在水稻或番茄根部能形成根结的土样有119份,总检出率为11.53%㊂除山东省土样未形成根结外,其他12个省(直辖市/自治区)的土样均有根结形成㊂其中宁夏土样检出率最高,为33.33%;其次为北京土样,检出率为25.00%;黑龙江㊁吉林㊁新疆㊁甘肃和河北土样检出率为10.00%~20.00%;辽宁㊁山西㊁陕西㊁河南和内蒙古土样检出率则低于10.00%㊂42个市(县/区)中,检出率最高的是新疆伊犁州察布查尔县土样,达到36.67%,其次为宁夏吴忠市利通区土样,检出率为33.33%,再次为黑龙江省齐齐哈尔市土样,检出率为30.00%㊂其他市(县/区)土样中根结线虫检出率均低于30.00%㊂表2 北方13个省(直辖市/自治区)土样的根结检出率T a b l e 2 R e l e v a n c e r a t i o o f s o i l s a m p l e s f r o m 13p r o v i n c e s (m u n i c i p a l i t y /a u t o n o m o u s r e gi o n )o f n o r t h e r n C h i n a w i t h r o o t g a l l s o n b a i t i n g s e e d l i n gs o f r i c e o r t o m a t o 省(直辖市/自治区)P r o v i n c e (m u n i c i p a l i t y /a u t o n o m o u s r e gi o n )采集地点C o l l e c t i o n l o c a t i o n采集土样数N u m b e r o f s o i l s a m pl e s c o l l e c t e d 阳性土样数N u m b e r o f p o s i t i v e s o i l s a m pl e s 检出率/%D e t e c t i o n r a t e宁夏N i n gx i a 吴忠市利通区L i t o n g D i s t r i c t ,W u z h o n g C i t y301033.33北京B e i j i n g 海淀区H a i d i a n D i s t r i c t 4125.00黑龙江H e i l o n g j i a n g依兰县Y i l a n C o u n t y 30620.00五常市W u c h a n g C i t y 30310.00桦南县H u a n a n C o u n t y3000.00绥化市北林区B e i l i n D i s t r i c t ,S u i h u a C i t y30620.00虎林市H u l i n C i t y 30723.33齐齐哈尔市Q i q i h a r C i t y 30930.00小计S u b t o t a l 1803117.22吉林J i l i n辉南县H u i n a n C o u n t y 30516.67永吉县Y o n g j i C o u n t y30620.00农安县N o n g a n C o u n t y3026.67白城市洮北区T a o b e i D i s t r i c t ,B a i c h e n g C i t y30413.33德惠市D e h u i C i t y 30723.33小计S u b t o t a l 1502416.00新疆X i n j i a n g温宿县W e n s u C o u n t r y3000.00乌鲁木齐市米东区M i d o n g D i s t r i c t ,U r u m qi 1000.00和田县H o t a n C o u n t r y 1516.67察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y 301136.67新源县X i n y u a n C o u n t r y 6116.67小计S u b t o t a l 911314.29甘肃G a n s u靖远县J i n g y u a n C o u n t y15320.00陇南市武都区W u d u D i s t r i c t ,L o n g n a n C i t y1500.00小计S u b t o t a l30310.00101第1期杨 芳,等:中国北方稻田及其周边环境中根结线虫种类鉴定表2(续) T a b l e 2(c o n t i n u e d)省(直辖市/自治区)P r o v i n c e (m u n i c i p a l i t y /a u t o n o m o u s r e gi o n )采集地点C o l l e c t i o n l o c a t i o n采集土样数N u m b e r o f s o i l s a m pl e s c o l l e c t e d 阳性土样数N u m b e r o f p o s i t i v e s o i l s a m pl e s 检出率/%D e t e c t i o n r a t e山东S h a n d o n g 郯城县T a n c h e n g C o u n t y300.00鱼台县Y u t a i C o u n t y300.00小计S u b t o t a l 6000.00河北H e b e i隆化县L o n g h u a C o u n t r y 3000.00昌黎县C h a n g l i C i t y30413.33秦皇岛市抚宁区F u n i n g D i s t r i c t ,Q i n h u a n gd a o 30620.00滦南县L u a n n a n C o u n t r y2000.00唐山市曹妃甸区C a o f e i d i a n D i s t r i c t ,T a n gs h a n 30413.33小计S u b t o t a l 1401410.00辽宁L i a o n i n g开原市K a i y u a n C i t y 30620.00大石桥市D a s h i q i a o C i t y 30310.00大洼县D a w a C o u n t r y 3000.00东港市D o n g g a n g C i t y 2000.00小计S u b t o t a l11098.18山西S h a n x i太原市晋源区J i n y u a n D i s t r i c t ,T a i y u a n C i t y10220.00太原市尖草坪区J i a n c a o p i n g D i s t r i c t ,T a i y u a n C i t y500.00原平市Y u a n p i n g C i t y 1000.00小计S u b t o t a l 2528.00陕西S h a a n x i西乡县X i x i a n g C o u n t y 30310.00勉县M i a n C o u n t r y 30310.00城固县C h e n g g u C o u n t r y 3000.00小计S u b t o t a l 9066.67河南H e n a n原阳县Y u a n y a n g C o u n t y3026.67开封市祥符区X i a n g f u D i s t r i c t ,K a i f e n g C i t y10110.00获嘉县H u o j i a C o u n t y 2813.57小计S u b t o t a l6845.88内蒙古I n n e r M o n go l i a 科尔沁左翼后旗H o r q i n L e f t W i n g Re a l B a n n e r 3000.00赤峰市翁牛特旗O n g n i u d B a n n e r ,C h if e ng C i t y2428.33小计S u b t o t a l5423.70合计T o t a l103211911.532.2 根结线虫形态鉴定从根结较多的20份阳性土壤样品中分离根结线虫雌成虫,根据会阴花纹形态特征,鉴定到3种根结线虫,分别为拟禾谷根结线虫㊁花生根结线虫和北方根结线虫(图1)㊂A ,D .拟禾谷根结线虫;B ,E .花生根结线虫;C ,F .北方根结线虫A ,D .M e l o i d o g y n e g r a m i n i c o l a ;B ,E .M e l o i d o g y n e a r e n a r i a ;C ,F .M e l o i d o g y n e h a pl a 图1 北方稻田及其周边环境中主要根结线虫的会阴花纹F i g .1 P e r i n e a l p a t t e r n s o f m a i n r o o t -k n o t n e m a t o d e s p e c i e s i n s o i l s a m p l e s f r o m p a d d yf i e l d s a n d s u r r o u n d i ng en v i r o n m e n t i n n o r t h e r n C h i n a 201西北农林科技大学学报(自然科学版)第52卷拟禾谷根结线虫:会阴花纹卵圆形,尾端凸出,侧区界限不清晰,背弓高,背弓部㊁尾端周围及靠近会阴侧部可能出现短㊁断㊁不规则的线纹,光滑而连续的线纹围绕整个会阴花纹(图1-A和图1-D)㊂花生根结线虫:会阴花纹圆形到椭圆形,尾端明显,背弓低㊁圆形,线纹平滑或波浪㊁间断或连续,在侧区处,背弓线纹略弯向尾端㊂在会阴花纹侧面,线纹可向外形成 翼 ㊂肛门位置明显(图1-B和图1-E)㊂北方根结线虫:会阴花纹近圆形,背弓较低,线纹平滑或波浪形,侧线不明显,侧区可形成 翼 ,尾端有刻点(图1-C和图1-F)㊂2.3根结线虫分子鉴定利用我国常发生的6种根结线虫的特异性引物扩增阳性土壤样品线虫D N A,119份阳性土壤样品中,成功分离并鉴定了63份样品(表3和图2)㊂新疆新源县和和田县㊁河南获嘉县㊁陕西西乡县和内蒙古赤峰市牛特旗的阳性土样,由于根结数量较少㊁D N A质量差等原因导致分子检测失败,还有少部分阳性土样未检测到这6种已知根结线虫㊂每种根结线虫随机选取1~2份P C R产物进行测序,将序列上传至G e n B a n k,并将测序结果在N C B I上进行B L A S T比对,结果发现拟禾谷根结线虫序列(登录号:O Q381256,O Q381257)与已知序列(登录号:MT159690.1)相似度均为100%,花生根结线虫序列(登录号:O Q408134,O Q408135)与已知序列(登录号:MT408129.1)相似度均在99%以上,北方根结线虫序列(登录号:O Q408138, O Q408139)与已知序列(登录号:G Q130135.1)相似度均在99%以上,南方根结线虫序列(登录号: O Q408136,O Q408137)与已知序列(登录号: OM641986.1)相似度均为100%,象耳豆根结线虫序列(登录号:O Q408140)与已知序列(登录号: MH800967.1)相似度99%以上,爪哇根结线虫P C R产物浓度低,测序信号弱,测序失败㊂表3中国北方稻田及其周边环境阳性土样根结线虫种类检测结果T a b l e3 P C R d e t e c t i o n o f r o o t-k n o t n e m a t o d e s p e c i e s f r o m p o s i t i v e s o i l s a m p l e s f r o m p a d d y f i e l d s a n ds u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t i n n o r t h e r n C h i n aP C R检测编号P C R d e t e c t i o n n u m b e r采集地点C o l l e c t i o n l o c a t i o n田块类型F i e l d t y p e拟禾谷根结线虫M.g r a m i n i c o l a花生根结线虫M.a r e n a r i a北方根结线虫M.h a p l a南方根结线虫M.i n c o g n i t a象耳豆根结线虫M.e n t e r o l o b i i爪哇根结线虫M.j a v a n i c a线虫种类数N o.o fR K Ns p e c i e s1北京海淀区H a i d i a n D i s t r i c t,B e i j i n g水稻田P a d d y f i e l d+-----12甘肃靖远县J i n g y u a n C o u n t y,G a n s u水稻田P a d d y f i e l d+++---33山西太原市晋源区J i n y u a n D i s t r i c t,T a i y u a n C i t y,S h a n x i旱作田D r y c r o p l a n d++----24陕西勉县M i a n C o u n t r y,S h a a n x i旱作田D r y c r o p l a n d+++---35河北唐山市曹妃甸区C a o f e i d i a nD i s t r i c t,T a n g s h a n C i t y,H e b e i水稻田P a d d y f i e l d++++--46河北昌黎县C h a n g l i C i t y,H e b e i育秧田R i c e-n u r s e r y f i e l d++++--47河北昌黎县C h a n g l i C i t y,H e b e i水稻田P a d d y f i e l d++++--48河北秦皇岛市抚宁区F u n i n g D i s t r i c t,Q i n h u a n g d a o C i t y,H e b e i水稻田P a d d y f i e l d++-+--39河北秦皇岛市抚宁区F u n i n g D i s t r i c t,Q i n h u a n g d a o C i t y,H e b e i水稻田P a d d y f i e l d++++--410河北秦皇岛市抚宁区F u n i n g D i s t r i c t,Q i n h u a n g d a o C i t y,H e b e i水稻田P a d d y f i e l d++----211河北秦皇岛市抚宁区F u n i n g D i s t r i c t,Q i n h u a n g d a o C i t y,H e b e i旱作田D r y c r o p l a n d+---+-212黑龙江齐齐哈尔市Q i q i h a r C i t y,H e i l o n g j i a n g水稻田P a d d y f i e l d++++--413黑龙江齐齐哈尔市Q i q i h a r C i t y,H e i l o n g j i a n g旱作田D r y c r o p l a n d++----214黑龙江齐齐哈尔市Q i q i h a r C i t y,H e i l o n g j i a n g水稻田P a d d y f i e l d+-+---215黑龙江齐齐哈尔市Q i q i h a r C i t y,H e i l o n g j i a n g旱作田D r y c r o p l a n d++-+--316黑龙江齐齐哈尔市Q i q i h a r C i t y,H e i l o n g j i a n g水稻田P a d d y f i e l d+++---3301第1期杨芳,等:中国北方稻田及其周边环境中根结线虫种类鉴定表3(续) T a b l e 3(c o n t i n u e d)P C R 检测编号P C R d e t e c t i o n n u m b e r采集地点C o l l e c t i o n l o c a t i o n田块类型F i e l d t y pe 拟禾谷根结线虫M .gr a m i n i c o l a 花生根结线虫M .a r e n a r i a 北方根结线虫M .h a p l a 南方根结线虫M .i n c o gn i t a 象耳豆根结线虫M .e n t e r o l o b i i 爪哇根结线虫M .j a v a n i c a 线虫种类数N o .o f R K N s pe c i e s 17黑龙江齐齐哈尔市Q i q i h a r C i t y ,H e i l o n g j i a n g 水稻田P a d d y f i e l d ++----218黑龙江虎林市H u l i n C i t y ,H e i l o n g j i a n g 育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d +-++--319黑龙江虎林市H u l i n C i t y ,H e i l o n g j i a n g旱作田D r y c r o pl a n d -+----120黑龙江虎林市H u l i n C i t y ,H e i l o n g j i a n g育秧田R i c e -n u r s e r y f i e l d +++++-521黑龙江虎林市H u l i n C i t y ,H e i l o n g j i a n g 育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d ++----222黑龙江虎林市H u l i n C i t y ,H e i l o n g j i a n g水稻田P a d d y fi e l d +++---323黑龙江绥化市北林区B e i l i n D i s t r i c t ,S u i h u aC i t y ,H e i l o n g j i a n g育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d ++----224黑龙江绥化市北林区B e i l i n D i s t r i c t ,S u i h u aC i t y ,H e i l o n g j i a n g育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d +++-+-425黑龙江绥化市北林区B e i l i n D i s t r i c t ,S u i h u aC i t y ,H e i l o n g j i a n g育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d ++----226黑龙江绥化市北林区B e i l i n D i s t r i c t ,S u i h u aC i t y ,H e i l o n g j i a n g水稻田P a d d y f i e l d +-+---227黑龙江五常市W u c h a n g C i t y ,H e i l o n g j i a n g水稻田P a d d y fi e l d ++++--428黑龙江依兰县Y i l a n C o u n t y ,H e i l o n g j i a n g水稻田P a d d y fi e l d ++++--429黑龙江依兰县Y i l a n C o u n t y ,H e i l o n g j i a n g 育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d +++---330吉林白城市洮北区T a o b e i D i s t r i c t ,B a i c h e n g C i t y ,J i l i n 旱作田D r y c r o pl a n d ++----231吉林白城市洮北区T a o b e i D i s t r i c t ,B a i c h e n g C i t y ,J i l i n 育秧基地R i c e -n u r s e r y b a s e +-----132吉林白城市洮北区T a o b e i D i s t r i c t ,B a i c h e n g C i t y ,J i l i n 育秧基地R i c e -n u r s e r y ba s e +-----133吉林德惠市D e h u i C i t y ,J i l i n 育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d ++-+++534吉林德惠市D e h u i C i t y ,J i l i n 育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d ++++--435吉林农安县N o n g a n C o u n t y ,J i l i n 育秧田R i c e -n u r s e r y fi e l d ++++--436吉林辉南县H u i n a n C o u n t y ,J i l i n 旱作田D r y c r o pl a n d ++--+-337吉林辉南县H u i n a n C o u n t y ,J i l i n 旱作田D r y c r o pl a n d +-+---238吉林辉南县H u i n a n C o u n t y ,J i l i n 旱作田D r y c r o pl a n d ++++--439吉林辉南县H u i n a n C o u n t y ,J i l i n 水稻田P a d d y fi e l d +++-+-440吉林永吉县Y o n g j i C o u n t y ,J i l i n 育秧基地R i c e -n u r s e r y ba s e ++++--441吉林永吉县Y o n g j i C o u n t y ,J i l i n 水稻田P a d d y fi e l d ++--+-342吉林永吉县Y o n g j i C o u n t y ,J i l i n 育秧基地R i c e -n u r s e r y ba s e ++--+-343吉林永吉县Y o n g j i C o u n t y ,J i l i n 育秧基地R i c e -n u r s e r y ba s e +++---344辽宁大石桥市D a s h i q i a o C i t y ,L i a o n i n g旱作田D r y c r o pl a n d ++----245辽宁大石桥市D a s h i q i a o C i t y ,L i a o n i n g水稻田P a d d y fi e l d ++++--4401西北农林科技大学学报(自然科学版)第52卷表3(续) T a b l e3(c o n t i n u e d)P C R检测编号P C R d e t e c t i o n n u m b e r采集地点C o l l e c t i o n l o c a t i o n田块类型F i e l d t y p e拟禾谷根结线虫M.g r a m i n i c o l a花生根结线虫M.a r e n a r i a北方根结线虫M.h a p l a南方根结线虫M.i n c o g n i t a象耳豆根结线虫M.e n t e r o l o b i i爪哇根结线虫M.j a v a n i c a线虫种类数N o.o fR K Ns p e c i e s46辽宁开原市K a i y u a n C i t y,L i a o n i n g旱作田D r y c r o p l a n d+++-+-447辽宁开原市K a i y u a n C i t y,L i a o n i n g育秧田R i c e-n u r s e r y f i e l d-+----148宁夏吴忠市利通区L i t o n g D i s t r i c t,W u z h o n g C i t y,N i n g x i a旱作田D r y c r o p l a n d++--+-349宁夏吴忠市利通区L i t o n g D i s t r i c t,W u z h o n g C i t y,N i n g x i a旱作田D r y c r o p l a n d+++---350宁夏吴忠市利通区L i t o n g D i s t r i c t,W u z h o n g C i t y,N i n g x i a水稻田P a d d y f i e l d+-----151宁夏吴忠市利通区L i t o n g D i s t r i c t,W u z h o n g C i t y,N i n g x i a旱作田D r y c r o p l a n d++++--452宁夏吴忠市利通区L i t o n g D i s t r i c t,W u z h o n g C i t y,N i n g x i a水稻田P a d d y f i e l d+++---353宁夏吴忠市利通区L i t o n g D i s t r i c t,W u z h o n g C i t y,N i n g x i a旱作田D r y c r o p l a n d++----254新疆察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y,X i n j i a n g水稻田P a d d y f i e l d++---+355新疆察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y,X i n j i a n g水稻田P a d d y f i e l d++----256新疆察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y,X i n j i a n g育秧田R i c e-n u r s e r y f i e l d++++--457新疆察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y,X i n j i a n g育秧田R i c e-n u r s e r y f i e l d+++---358新疆察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y,X i n j i a n g水稻田P a d d y f i e l d+++---359新疆察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y,X i n j i a n g水稻田P a d d y f i e l d++----260新疆察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y,X i n j i a n g水稻田P a d d y f i e l d++----261新疆察布查尔县C h a b c h a r C o u n t r y,X i n j i a n g水稻田P a d d y f i e l d++----262河南原阳县Y u a n y a n g C o u n t y,H e n a n旱作田D r y c r o p l a n d++++--463河南开封市祥符区X i a n g f u D i s t r i c t,K a i f e n g C i t y,H e n a n育秧田R i c e-n u r s e r y f i e l d+-----1根结线虫检出率/%R e l e v a n c e r a t i o o f R K N s p e c i e s96.8384.1352.3831.7515.873.17注: + .含有该根结线虫; - .不含有该根结线虫㊂N o t e: + c o n t a i n s c o r r e s p o n d i n g M e l o i d o g y n e s p p., - n o c o r r e s p o n d i n g M e l o i d o g y n e s p p.由表3可知,拟禾谷根结线虫㊁花生根结线虫㊁北方根结线虫㊁南方根结线虫㊁象耳豆根结线虫和爪哇根结线虫检出率分别为96.83%,84.13%, 52.38%,31.75%,15.87%和3.17%㊂在送样的13个省(直辖市/自治区)中,吉林土样检测到6种根结线虫,黑龙江㊁辽宁㊁河北㊁新疆和宁夏土样中均鉴定出5种根结线虫,河南㊁甘肃㊁陕西㊁山西和北京土样中分别鉴定出4,3,3,2和1种根结线虫㊂由表3还可知,拟禾谷根结线虫在11个省(直辖市/自治区)均有分布;花生根结线虫分布于除北京外的其他10个省(自治区);除北京和山西外,北方根结线虫在其他9个省(自治区)均有分布;南方根结线虫在吉林㊁黑龙江㊁辽宁㊁河北㊁新疆㊁宁夏和河南均有分布;象耳豆根结线虫分布于吉林㊁黑龙江㊁辽宁㊁河北和宁夏;爪哇根结线虫只存在于吉林和新疆的土样中㊂由表3还可知,来自吉林省德惠市的所有土样共检测到6种根结线虫;吉林省永吉县和辉南县㊁黑龙江省虎林市㊁河北省秦皇岛市抚宁区㊁新疆伊犁州察布查尔县和宁夏吴忠市利通区6个市(县/区)土样均检测到5种根结线虫;共有10个市(县/区)的土样检测到4种根结线虫;2个县的土样检测到3种根结线虫;2个区的土样检测到2种根结线虫;2个区的土样检测到1种根结线虫㊂501第1期杨芳,等:中国北方稻田及其周边环境中根结线虫种类鉴定图中条带上方数字代表P C R 检测编号,与表3中一致㊂M.D N A M a r k e r D L 2000;+.阳性对照;-.阴性对照T h e n u m b e r s a b o v e b a n d s r e p r e s e n t t h e P C R t e s t n u m b e r s s a m e a s i n T a b l e 3.M.D N A M a r k e r D L 2000;+.P o s i t i v e c o n t r o l ;-.N e ga t i v e c o n t r o l 图2 阳性土样根结线虫特异性引物扩增电泳图F i g .2 I d e n t i f i c a t i o n o f M e l o i d o g yn e s p p .f r o m p o s i t i v e s o i l s a m p l e s b y P C R 由表4可知,63份分子鉴定土样中,88.89%以上的土样由2种及2种以上线虫混合侵染;2,3,4,5,6种根结线虫混合侵染比例分别为28.57%,28.57%,28.57%,3.18%和0%㊂单份土样中仅有601西北农林科技大学学报(自然科学版)第52卷1种根结线虫的有拟禾谷根结线虫(7.94%)或花生根结线虫(3.17%)㊂含有2种线虫混合侵染的分别为拟禾谷根结线虫和花生根结线虫,占比22.22%;拟禾谷根结线虫和北方根结线虫混合侵染,占比4.76%;拟禾谷根结线虫和象耳豆根结线虫混合侵染,占比1.59%㊂含有3种线虫混合侵染的有拟禾谷根结线虫㊁花生根结线虫和北方根结线虫,占比15.87%,其他3种混合侵染的土样比例为6.35%~1.59%㊂含有4种线虫混合侵染的有拟禾谷根结线虫㊁花生根结线虫㊁北方根结线虫和南方根结线虫,占比为23.81%;拟禾谷根结线虫㊁花生根结线虫㊁北方根结线和象耳豆根结线虫混合侵染比例为4.76%㊂同时有5种线虫侵染的为拟禾谷根结线虫㊁花生根结线虫㊁北方根结线虫㊁象耳豆根结线虫与南方根结线虫或爪哇根结线虫混合发生,占比均为1.59%㊂未检测到任何单个土样中同时含有这6种根结线虫㊂表4 不同种类根结线虫在土样中混合发生情况T a b l e 4 M i x e d i n f e s t a t i o n b y d i f f e r e n t r o o t -k n o t n e m a t o d e s p e c i e s i n p o s i t i v e s o i l s a m pl e s 线虫种类R K N s pe c i e s 样品数N o .o f i n f e s t e ds a m pl e s 占P C R 检测样本比例/%R a t i o o u t o f t h e P C R s a m pl e s 线虫种类R K N s pe c i e s 样品数N o .of i n f e s t e d s a m p l e s 占P C R 检测样本比例/%R a t i o o u t o f t h eP C R s a m pl e s M g 57.94M g ㊁M a ㊁M j11.59M a 23.17M g ㊁M h ㊁M i11.59M g ㊁M a 1422.22M g ㊁M a ㊁M h ㊁M i1523.81M g ㊁M h34.76M g ㊁M a ㊁M h ㊁M e34.76M g ㊁M e11.59M g ㊁M a ㊁M h ㊁M i ㊁M e 11.59M g ㊁M a ㊁M h 1015.87M g ㊁M a ㊁M h ㊁M e ㊁M j11.59M g ㊁M a ㊁M i 23.17M g ㊁M a ㊁M h ㊁M i ㊁M e ㊁M j0.00M g ㊁M a ㊁M e46.35注:M g .拟禾谷根结线虫;M a .花生根结线虫;M h .北方根结线虫;M i .南方根结线虫;M e .象耳豆根结线虫;M j .爪哇根结线虫㊂N o t e :M g .M .g r a m i n i c o l a ;M a .M .a r e n a r i a ;M h .M .h a p l a ;M i .M .i n c o g n i t a ;M e .M .e n t e r o l o b i i ;M j .M .ja v a n i c a .3 讨 论本研究对来自我国北方13个省(直辖市/自治区)稻田及周边环境的土样进行生物测定和分子鉴定,发现除来自山东的60份土样外,其余12个省(直辖市/自治区)稻田或周边环境土样都能检测到根结线虫㊂在已鉴定出的根结线虫中,以拟禾谷根结线虫分布最为广泛,占到鉴定样品数的96.83%,最北已经扩散到新疆和黑龙江多个地区㊂据报道,拟禾谷根结线虫在我国分布广泛,能够侵染包括旱稻在内不同生态环境下的水稻,也能侵染其他多种单子叶㊁双子叶植物[6]㊂虽然拟禾谷根结线虫在淹水条件下不能完成侵染,但不影响已经侵染的线虫在寄主根系内生长发育,而且在非淹水条件下又能快速侵染[24]㊂对水㊁旱生境的良好适应性,广泛的寄主范围,将有利于该线虫成为我国南㊁北方各稻区的优势种群㊂与拟禾谷根结线虫一样,象耳豆根结线虫在我国最初也只在海南报道,但其寄主范围广泛㊁繁殖力强㊁蔓延迅速,被认为具有极大的危害性㊂本研究结果表明,目前象耳豆根结线虫已扩散到宁夏㊁河北和东北三省稻田㊁苗圃等,说明此线虫在北扩过程中对低温环境已经适应,其机制值得进一步研究㊂研究发现包括化学药剂在内的防治方法,都难以根除土壤中的根结线虫[5];寄主广泛的根结线虫往往还会占据田埂㊁绿地㊁绿化带㊁沟渠堤岸等多种一般防治活动难以到达的生境而构成重要侵染来源㊂因此,目前仍有必要扩大采样调查范围,并防止根结线虫进一步扩散㊂今后,对于首发于我国的根结线虫新种,也需要迅速查明其地理分布和寄主范围,研究其扩散和危害风险,以便为病害的防控提供依据㊂由于目前生产上仍然缺乏对拟禾谷根结线虫和象耳豆根结线虫的抗性品种,且象耳豆根结线虫能克服多个抗性基因所控制的抗性,因此有必要加快对于文献已报道的非洲稻等[25]抗性资源材料加以利用,选育和推广抗性品种㊂同时应避免在病田㊁病基质上直播和育秧,如发现线虫污染,应及时采用氟吡菌酰胺和噻唑膦等有效杀线虫剂进行预防㊂此外,选育适当作物轮作,及时清理稻田周边田埂㊁荒地㊁水渠㊁绿化带等环境中根结线虫的寄主和病残体,压低整个生态环境中的根结线虫虫源基数,将有利于病害的持续控制㊂[参考文献][1] C o y n e D L ,C o r t a d a L ,D a l z e l l J J ,e t a l .P l a n t -pa r a s i t i c n e m a -t o d e s a n d f o o d s e c u r i t yi n S u b -S a h a r a n A f r i c a [J ].A n n u a l R e -701第1期杨 芳,等:中国北方稻田及其周边环境中根结线虫种类鉴定。
