根结线虫生物防治概况及进展来源：云南烟草科学研究院生物技术重点实验室 作者： 祝明亮 发表时间：2003-7-21 前言根结线虫（Meloidogyne spp.）的生物防治由来已久，并受到了人们的日益重视自1874 年 Lohde 发现醋线虫钩丝孢（Harposporium anguillulae）寄生醋线虫（Anguillula sp.）和 1888 年 Zopf 报道少孢节丛孢（Arthrobotrys oligospora）捕食小麦瘿线虫以来，世界上很多国家和地区对利用线虫天敌微生物进行植物寄生线虫的生物防治开展了大量的研究工作，希望将天敌微生物引入土壤，从而达到控制植物病原线虫的目的Cobb（1917）最早提出用捕食线虫真菌防治线虫的观点，而最早利用天敌微生物进行根结线虫生物防治的是 Linford（1937，1938），他利用捕食线虫真菌对凤梨根结线虫进行防治并取得了一定效果从此以后，从事线虫学、植物病理学等不同学科的许多科学工作者投身于这项艰苦而有意义的工作根结线虫生物防治的早期研究工作主要在法国、美国、英国以及前苏联，他们对食线虫真菌分类学和生态学研究的成果为开展根结线虫和其他植物寄生线虫的生物防治提供了详实的资料。
但早期的研究工作在防治植物寄生线虫上收效不大，导致一部分人对利用微生物控制线虫危害失去了信心，有志于这项研究工作的科学家也难以得到必要的支持于是，线虫的防治主要依靠化学杀线虫剂的方法，这种状况一直维持到二十世纪七十年代初基于这样两个事实：一是长期使用巨毒化学杀线虫剂给环境带来的危害日渐显露；二是大豆孢囊线虫和根结线虫自然衰退现象的发现，人们重新认识到线虫生物防治的重要性和科学性，使得根结线虫的生物防治在二十世纪七十年代中期开始受到全世界的关注，各国政府给予了极大的支持，因而吸引了众多的科学工作者加入到这项工作中来，使根结线虫生物防治的研究在世界不同国家和地区广泛开展，为这一领域的发展提供了必要的基础在世界各国科学工作者的不懈努力下，根结线虫的生物防治工作已经取得了一定的进展，呈现出较好的发展趋势根结线虫生物防治天敌资源在世界不同国家和地区被广泛调查和筛选，其涉及的真菌按功能区分包括捕食真菌、寄生真菌、机会真菌、产毒真菌，此外，专性寄生细菌以及根际细菌的研究也成为根结线虫生物防治研究的热点之一根结线虫生物防治保护的对象包括重要农作物、经济作物、蔬菜和水果等不同的植物种类通过世界不同国家和地区科学工作者的大量防治试验（Soprunov, 1966; Mankau & Wu, 1985; Cayrol, 1983; 王明祖和吴秋芳, 1990; 张克勤等, 1993），目前已有 6 个用于防治不同植物寄生线虫的商品化制剂“Royal 300” （Cayrol,1978）、 “Royal350”（Cayrol, 1981）、 “Biocon”（Davide,1983）、“DiTera”（Warrior et al., 1998）、“Deny”（Copping, 2001）和“线虫必克”（中国农药登记号 LS2001154），也有一些菌剂正在登记过程中（Rodrs, 1993）。
2 根结线虫概况根结线虫作为一类重要的植物病原物，因其独特的发生危害规律和生物学特性而有别于真菌、细菌、病毒和其他植物寄生线虫，在对它进行生物防治的研究与实践中，了解和掌握其发生危害规律及生物学特性等基础知识显得极为必要，因此，在介绍根结线虫生物防治的有关问题之前，笔者先简要介绍根结线虫的概况 2.1 发生与危害在引起植物侵染性病害的四大病原中，植物寄生线虫的危害超过细菌和病毒，仅次于真菌病害据 Sasser & Freekman （1987）报道，植物寄生线虫每年造成世界农业生产的损失约 1000 亿美元其中根结线虫（Meloidogyne spp.）仅对世界上重要的经济作物每年造成的损失就高达数百亿美元（Barker et al., 1986）由此可见，根结线虫对世界农业生产之危害相当严重在热带和亚热带雨量充沛、气候温和的地区，根结线虫的危害甚至比孢囊线虫（Heterodera 和 Globodera）更为严重据 1984 年统计，寄生植物的根结线虫共有 54 种，其中比较常见的约在 15 种左右（Hirschmann,1985）在根结线虫属（Meloidogyne）内，以南方根结线虫（M. incognita）、花生根结线虫( M. arenaria)、爪哇根结线虫(M. javanica)和北方根结线虫(M. hapla)等 4 个种发生最为普遍，对农作物的危害也最大。
根结线虫通常没有明显的寄主专化性，能够侵染的植物超过 3000 种，分属 114 科，包括单子叶植物，双子叶植物，草本植物和木本植物对大多数的粮食作物、油料作物、纤维作物、烟草、茶叶、果树、蔬菜、药材、花卉等造成严重损失其中，尤以茄科、葫芦科、十字花科等植物发病较普遍（刘维志, 2000）而棉花、烟草、辣椒、花生、马铃薯、番茄、西瓜、菜豆、甘薯、豇豆、黄瓜、甜菜、茄子、大豆、小麦、玉米、大麦、燕麦、桑树、梓树、茶、胡椒、桂花、栀子、柑橘、桃、李、葡萄、香蕉、菠萝、西洋参等农作物、林木、花卉植物及中药材植物发生根结线虫较为严重，部分地区由于根结线虫的严重危害，已经消除了该地区当前和今后再种植同种农作物或水果的可能性由于根结线虫广泛的寄主范围，某个特定的地区内同时发生对同一主栽作物造成严重产量影响的根结线虫时常有几种，这也是根结线虫危害严重的原因之一2.2 生物学特性许多重要的根结线虫在遗传上为多倍体，染色体数目一般在 36～38 条左右，有时即使在同一个种内，染色体数目也不固定（Triantaphllou, 1985）根结线虫常通过孤雌生殖方式繁殖，其中又进一步分为减数分裂的孤雌生殖和有丝分裂的孤雌生殖两类。
虽然在根结线虫的群体内，特别是在高密度侵染的情况下，可以检测到大量的雄虫，但雄虫在生殖上的作用尚不清楚根结线虫没有明显的休眠机制，发育过程中的性别决定也几乎完全取决环境条件，如侵染密度、营养、温度等在侵染密度较低、营养条件较好的情况下，雌虫较多；如果条件相反，则雄虫比例明显增加而且，在条件变化的情况下还会出现性别逆转（intersexual individual）的个体根结线虫的繁殖力极强，通常每个雌虫可产卵 1000 枚以上其生活史包括卵、四个幼虫阶段和一个成虫阶段，完成生活史周期所需时间与温度有关，作物生长季中一般需要 25 天二龄幼虫为根结线虫的侵染龄，通常由植物的根尖侵入，通过挤压细胞壁间的空隙在细胞间运动完成对植物根的侵染一般认为在开始取食以前，根结线虫并未对植株造成明显的伤害根结线虫对取食位点的位置选择具有高度特异性，仅选择在根部伸长区的维管组织内其取食位点由数个通过细胞体积增大和细胞核重复分裂形成的巨大细胞（Giant cell）组成，每个巨大细胞内可包含近百个细胞核在根结线虫二龄幼虫确立了取食位点后，虫体随即膨胀，体内的肌肉组织很快退化而丧失进一步移动的能力围绕取食位点及虫体周围的根细胞加速分裂，使根部膨胀，最终形成瘤状的根结。
2.3 防治方法根结线虫的防治方法包括轮作防病、抗线虫品种培育和杀线虫药剂的使用其中轮作防病被广泛使用，但对一些特殊经济作物或特定地区无法达到合理轮作的要求，具有较大的局限性，同时也不适用于寄主范围较宽的根结线虫的防治常规抗病育种由于存在两方面的问题而进展缓慢：一是利用单一抗性基因使得不受抗性影响的线虫大量繁殖而发展成为新的病害，或造成线虫小种变异，在控制大豆胞囊线虫方面同样面临这样的问题；一是抗源材料匮乏使常规育种满足不了生产上的需要，而利用现代生物技术进行抗线虫育种的工作也尚处于探索阶段（韩生成等, 1999）化学杀线虫药剂由于可收到立竿见影的预期效果，在根结线虫的防治上被广泛使用（Dropkin, 1980），但化学药剂的长期使用带来了一系列的副作用，如破坏生态平衡、造成次要病害猖獗、药剂残留造成水源土壤之污染、引起人畜中毒、抗性丧失等（Mankau, 1980）因此，符合现代农业可持续发展战略理念的生物防治方法成为根结线虫治理的首选措施，引起人们的广泛重视3 根结线虫生防资源根结线虫生防资源是指它们在自然界的所有天敌生物，包括食线虫真菌（Nematophagous fungi）、专性寄生细菌（Obligate endoparasitic bacteria）、根际细菌（Rhizobacteria）、放线菌（Actinomycetes）、病毒（Viruses）、立克次氏体（Rickettsia）、原生动物(Protozoa)、水熊(Tardigrade) 、扁虫(Turbellarians) 、螨类(Mites)、跳虫(Collembola) 、Enchytraids 以及捕食性线虫（Predacious nematodes）等。
但在这些天敌生物中,研究最多的是食线虫真菌，其次是穿刺巴氏杆菌和根际细菌,其余种类了解甚少(曾显雄, 1989)在众多的天敌生物中，它们对线虫的作用机制各不相同，总体上分为捕食、寄生、拮抗或毒杀等三类其中食线虫真菌的不同种类包括了三种不同的作用机制，细菌包括了寄生、拮抗或毒杀两种作用机制，而其余种类的天敌生物通常只具有一种作用机制尽管很多天敌生物目前尚未确定其在控制根结线虫中的作用和应用前景，但我们仍对它们进行简要的叙述，以起到抛砖引玉的作用，希望引起人们的关注，充分挖掘各类天敌生物对控制根结线虫的潜力，为根结线虫的生物防治提供更多的思路和途径，最终达到充分利用生物资源控制根结线虫的目的3.1 食线虫真菌食线虫真菌是指对线虫具有拮抗作用真菌的统称在早期的文献中，食线虫真菌仅指捕食和内寄生线虫的两类真菌随着人们对胞囊线虫和根结线虫胞囊、卵和雌虫寄生真菌的认识和了解，又增加了一类被称为机会真菌的食线虫真菌李天飞等（2000）将食线虫真菌分为捕食线虫真菌、内寄生线虫真菌、产毒真菌和机会真菌等 4 类也有人把食线虫真菌分为捕食真菌、专性内寄生真菌、兼性内寄生真菌（机会真菌）、产毒真菌、泡囊丛枝菌根及其他内寄生菌等 5 类。
目前国内外报道根结线虫食线虫真菌约 30 属，至少 79 种（表 29-1）分离根结线虫食线虫真菌的植物包括粮食作物、蔬菜、烟草、果树、观赏植物等不同类型的植物达数十种之多分离载体包括根结线虫卵囊、卵、雌虫二龄幼虫、雌虫成虫和雄虫等根结线虫生活史的不同阶段其中一些种类国内外均有报道，如寡孢节丛孢（Arthrobotrys oligospora）、指状节丛孢（A. dactyloides）、厚垣孢普可尼亚菌（Pochonia chlamydospora）、淡紫拟青霉（Paecilomyces lilacinus）、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）等，一些种类只有国外报道，如 Pseudopapulospora kendrickii、Nigrospora sphaerica、Catenaria auriliaris、Verticillium leptobactrum 等，而也有一些种类仅在国内被报道，如 Cylinderonema destructans、Drechmeria coniospora、Gliocladium catenulatum、Humicola fuscoatra等。
由此可见根结线虫食线虫真菌在全世界广泛分布，存在着巨大的物种多样性，既有广泛分布的常见种类，又有地区分布的特殊种类它们是根结线虫生物防治的巨大资源宝库根据世界上已报道的根结线虫生防实例，使用较多的生防真菌主要是淡紫拟青霉和厚垣孢普可尼亚菌等世界广泛分布的种类澳洲、欧洲、南美洲和北美洲在 20 世纪 70 年代到 80 年代就对植物寄生线虫食线虫真菌进行了详细调查根据 Cooke & Godfrey（1964）和 Rodr。