練冬梅 賴正鋒 姚運(yùn)法
摘要:根結(jié)線蟲病是黃秋葵生產(chǎn)中的重要地下病害,危害黃秋葵植株的生長,降低其產(chǎn)量。采用序列特異性擴(kuò)增區(qū)聚合酶鏈反應(yīng)(SCAR-PCR)技術(shù)鑒定不同地區(qū)黃秋葵上根結(jié)線蟲的種類,并通過4種不同措施防治黃秋葵根結(jié)線蟲。結(jié)果表明,在福建省漳州市龍文區(qū)、福建省三明市永安市和福建省莆田市秀嶼區(qū),黃秋葵根結(jié)線蟲的種類為南方根結(jié)線蟲,10.2%阿維噻唑膦顆粒劑的防治效果最好,為今后黃秋葵根結(jié)線蟲病的防治研究提供了理論參考。
關(guān)鍵詞:黃秋葵;根結(jié)線蟲;SCAR;防治
黃秋葵(Abelmoschus esculentus L.)屬錦葵科(Malvaceae)秋葵屬(Abelmoschus)[1],別稱秋葵(okra)、補(bǔ)腎草、咖啡葵等,為一年或多年生草本植物,原產(chǎn)于非洲,20世紀(jì)20年代初從印度引入我國,現(xiàn)在國內(nèi)各地均有栽培。黃秋葵作為一種特色的保健型蔬菜,在廣東、福建、山東等地區(qū)均有大規(guī)模種植[2],在福建省不同地區(qū),每年的黃秋葵種植面積累計(jì)達(dá)到2 000 hm2,在福建建寧、泰寧和將樂等地區(qū),黃秋葵品種洋辣、癡椒的種植歷史已有百年之久[3]。由于黃秋葵生產(chǎn)的規(guī)?;⒃O(shè)施化和連作化且絕大部分黃秋葵易受根結(jié)線蟲侵染[4],根結(jié)線蟲病已經(jīng)成為世界上黃秋葵分布最廣、危害最大的植物寄生線蟲之一,嚴(yán)重影響了黃秋葵的生長和產(chǎn)量[5]。因此,黃秋葵根結(jié)線蟲病防控技術(shù)的研究受到越來越多的關(guān)注,研究內(nèi)容包括黃秋葵嫁接玫瑰茄砧木[6]、篩選抗病品種[4-5,7-8]等手段。本研究采用序列特異性擴(kuò)增區(qū)聚合酶鏈反應(yīng)(SCAR-PCR)快速檢測(cè)技術(shù)鑒定黃秋葵根結(jié)線蟲種類,并研究不同技術(shù)措施對(duì)黃秋葵根結(jié)線蟲的防治效果,以期為今后黃秋葵根結(jié)線蟲病的防治研究提供理論參考。1 材料與方法
1.1 SCAR-PCR鑒定
1.1.1 樣品采集 于2019年7月分別采集福建省漳州市龍文區(qū)、三明市永安市、莆田市秀嶼區(qū)黃秋葵生長后期的根樣。采樣方法以5點(diǎn)式為主,剪去植株地上部后將5~10株黃秋葵的根系放在1個(gè)塑料袋中作為根樣。
1.1.2 線蟲的分離 在解剖鏡下直接用挑針挑出發(fā)病根樣中的雌蟲,用液氮處理后于-70 ℃冰箱中保存。
1.1.3 單條線蟲DNA的提取 線蟲DNA提取參考王江嶺等的方法[9]。將單條根結(jié)線蟲雌蟲放入含有8 μL ddH2O、1 μL 10×Ex Taq buffer(Mg2+ free)的200 μL PCR管中,在液氮中冷凍1 min后,于95 ℃處理2 min,重復(fù)3次,向PCR管中加入1 μL 1 mg/mL蛋白酶K,于65 ℃溫育1 h后,于 95 ℃ 靜置10 min。用掌上離心機(jī)瞬時(shí)離心,上清液即可用于PCR擴(kuò)增或置于-20 ℃冰箱中備用。
1.1.4 PCR引物 本研究采用的SCAR標(biāo)記引物見表1。
1.1.5 PCR擴(kuò)增與電泳 PCR擴(kuò)增反應(yīng)采用 25 μL 體系,包括5 μLDNA模板,1 μL F引物,1 μL R引物,12.5 μL 2×Taq MasterMix(含染料),4.5 μL ddH2O。PCR擴(kuò)增程序:94 ℃預(yù)變性4 min;94 ℃ 變性30 s,退火30 s(溫度參照表1),72 ℃延伸1 min,40個(gè)循環(huán);72 ℃延伸10 min,4 ℃保存。取5 μL PCR擴(kuò)增產(chǎn)物在濃度為1.2%的瓊脂糖凝膠上檢測(cè)擴(kuò)增片段的大小,以DNA marker DL 2000作為分子量對(duì)照。電泳完畢后在溴化乙錠(EB)染液中染色10 min,用凝膠成像儀觀察并拍照。
1.2 防治技術(shù)研究
1.2.1 材料與藥劑 供試黃秋葵品種閩秋葵3號(hào)由福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)研究所選育[14]。淡紫擬青霉顆粒劑(含5億活孢子/g,處理1)、10%阿維菌素顆粒劑(處理2)、10.2%阿維噻唑膦顆粒劑(處理3)、生菜(處理4)種子均為市售。
1.2.2 試驗(yàn)方法 2019年8月,選擇根結(jié)線蟲發(fā)生較重的福建省漳州市龍文區(qū)朝陽鎮(zhèn)登科村福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)研究所蔬菜種植基地進(jìn)行試驗(yàn),設(shè)3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)設(shè)1個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)面積為24 m2。處理1~3的施藥方法嚴(yán)格按照說明進(jìn)行,處理4為黃秋葵幼苗定植前20 d,在栽培壟兩側(cè)條播誘集根結(jié)線蟲的生菜種子,黃秋葵定植 35 d 后,將生菜連根拔除。黃秋葵移栽60 d后,采用5點(diǎn)隨機(jī)取樣法,每個(gè)點(diǎn)取3株,每個(gè)小區(qū)共取樣15株,取樣后記錄發(fā)病級(jí)數(shù)。CK為清水處理。
1.2.3 根結(jié)線蟲病分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 0級(jí),無根結(jié);1級(jí),僅有少量根結(jié),1% ≤根結(jié)百分率<10%;2級(jí),根結(jié)明顯,10% ≤根結(jié)百分率<25%;3級(jí),25%≤根結(jié)百分率<50%;4級(jí),50%≤根結(jié)百分率<75%;5級(jí),根結(jié)百分率≥ 75%。
根結(jié)線蟲病病情指數(shù)=[(病級(jí)數(shù)×該級(jí)病株數(shù))/(調(diào)查總株數(shù)×最高病級(jí)數(shù))]×100;
防治效果=(對(duì)照病情指數(shù)-處理病情指數(shù))/對(duì)照病情指數(shù)×100%。
1.2.4 根結(jié)線蟲蟲口密度調(diào)查 采用5點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)取0~40 cm土層的病土,將5點(diǎn)取到的土樣混勻后從中稱取100 g,用貝爾曼漏斗法分離土壤中的二齡幼蟲,將二齡幼蟲懸浮液充分混勻后,取2 mL液體定容,從中吸取100 μL于皿底打格的培養(yǎng)皿中,在解剖鏡下對(duì)二齡幼蟲進(jìn)行計(jì)數(shù),重復(fù)3次,取平均值。每個(gè)處理小區(qū)的二齡幼蟲總量統(tǒng)一換算成1 kg土樣中的幼蟲總量。
1.2.5 數(shù)據(jù)分析 用DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 SCAR分子鑒定結(jié)果
利用5種常見根結(jié)線蟲的特異性引物(表1)對(duì)福建省漳州市龍文區(qū)、福建省三明市永安市、福建省莆田市秀嶼區(qū)所采集樣本中分離得到的根結(jié)線蟲進(jìn)行擴(kuò)增與電泳觀察,得到的片段均為1 000 bp左右(圖1),與前人所得擴(kuò)增產(chǎn)物大小一致[10],確定根結(jié)線蟲的種類為南方根結(jié)線蟲(Meloidogyne incognita),但未檢出其他根結(jié)線蟲種類。
2.2 防治效果分析
2.2.1 病情指數(shù)和防治效果統(tǒng)計(jì) 試驗(yàn)結(jié)果表明,4種不同措施對(duì)黃秋葵根結(jié)線蟲病均有一定的防治效果(表2),其中淡紫擬青霉(含5億活孢子/g)顆粒劑、1.0%阿維菌素顆粒劑、10.2%阿維噻唑膦顆粒劑、種植誘集根結(jié)線蟲的生菜的防治效果分別為36.4%、33.1%、67.5%、39.5%,其中10.2%阿維噻唑膦顆粒劑的防治效果最好。
2.2.2 根結(jié)線蟲蟲口密度統(tǒng)計(jì) 由表3可以看出,4種不同措施對(duì)黃秋葵根結(jié)線蟲蟲口密度均有一定的降低作用,淡紫擬青霉(含5億活孢子/g)顆粒劑、1.0%阿維菌素顆粒劑、10.2%阿維噻唑膦顆粒劑、種植誘集根結(jié)線蟲的生菜的二齡幼蟲蟲口下降效果分別為37.4%、36.0%、60.7%、40.6%,其中10.2%阿維噻唑膦顆粒劑對(duì)根結(jié)線蟲蟲口密度的下降效果最佳。
3 討論
我國已報(bào)道的根結(jié)線蟲種類為57種,其中能引起蔬菜發(fā)生根結(jié)線蟲病的主要為南方根結(jié)線蟲(M. incognita)[15]、象耳豆根結(jié)線蟲(M. enterolobii)[16]、爪哇根結(jié)線蟲(M. javanica)[17]、北方根結(jié)線蟲(M. hapla)[18]、花生根結(jié)線蟲(M. arenaria)[19]。常規(guī)的根結(jié)線蟲種類鑒定方法主要有形態(tài)學(xué)鑒定法、寄主及生化鑒定法。近十幾年來,分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為根結(jié)線蟲的準(zhǔn)確鑒定提供了重要手段。其中,序列特異性擴(kuò)增區(qū)(sequence characterized amplified region,簡(jiǎn)稱SCAR)是一種新型分子標(biāo)記,結(jié)果穩(wěn)定性好、可重復(fù)性強(qiáng),已被廣泛應(yīng)用于植物根結(jié)線蟲的種類鑒定中[20-22]。本研究通過SCAR-PCR方法,從分子水平對(duì)不同地區(qū)根結(jié)線蟲的種類進(jìn)行了準(zhǔn)確檢測(cè)和鑒定。世界范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)的危害黃秋葵的根結(jié)線蟲主要是南方根結(jié)線蟲(M. incognita)和象耳豆根結(jié)線蟲(M. enterolobii)[6,23-25]。我國黃秋葵以南方根結(jié)線蟲為主要種群,黃英凱鑒定得出,福建漳平地區(qū)黃秋葵的根結(jié)線蟲病原為南方根結(jié)線蟲[24];姚玉榮等鑒定得出,天津地區(qū)黃秋葵的根結(jié)線蟲病原為南方根結(jié)線蟲[25]。本研究結(jié)果顯示,危害福建省漳州市龍文區(qū)、福建省三明市永安市、福建省莆田市秀嶼區(qū)黃秋葵的根結(jié)線蟲種類與我國黃秋葵上主要根結(jié)線蟲種類相符,研究暫未發(fā)現(xiàn)其他根結(jié)線蟲。
目前,防治根結(jié)線蟲的方法有輪作、藥劑防治、生物防治、抗病品種等。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),采用田間不同措施對(duì)黃秋葵根結(jié)線蟲病均有一定防治效果,能夠減輕根結(jié)線蟲的危害,降低病情指數(shù)和蟲口密度,其中10.2%阿維噻唑膦顆粒劑的防效最好,具有速效性好、殘留毒性低、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),可作為當(dāng)前黃秋葵根結(jié)線蟲防治的最佳藥劑選擇,但防治成本偏高,而1.0%阿維菌素顆粒劑、淡紫擬青霉(含5億活孢子/g)顆粒劑和種植誘集根結(jié)線蟲生菜的防效一般,但防治成本低,其中誘集根結(jié)線蟲的生菜連根拔除后可出售,從而增加生產(chǎn)效益。淡紫擬青霉顆粒劑在可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用仍然十分重要,其高效防治技術(shù)還需不斷提升。
參考文獻(xiàn):
[1]Nipaporn S,Leonard M C S,Renko D V,et al. Physicochemical properties of pectins from okra[J]. Food Hydrocolloids,2009,24(1):35-41.
[2]吳劍夫,程安瑋,孫金月,等. 超聲波輔助提取秋葵果膠工藝優(yōu)化及理化性質(zhì)分析[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào),2018,32(10):2002-2011.
[3]劉東祥,葉花蘭,劉國道. 黃秋葵的應(yīng)用價(jià)值及栽培技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(15):3718-3720,3725.
[4]練冬梅,賴正鋒,姚運(yùn)法,等. 黃秋葵抗根結(jié)線蟲病種質(zhì)資源篩選[J]. 中國植保導(dǎo)刊,2019,39(7):45-49.
[5]Mukhta T,Hussain M A,Kayani M Z. Yield responses of 12 okra cultivars to southern root-knot nematode(Meloidogyne incognita)[J]. Bragantia,2017,76(1):108-112.
[6]Marin M V,Santos L S,Gaion L A,et al. Selection of resistant rootstocks to Meloidogyne enterolobii and M. incognita for okra(Abelmoschus esculentus L. Moench)[J]. Chilean Journal of Agricultural Research,2017,77(1):58-64.
[7]Hussain M,Kamran M,Singh K,et al. Response of selected okra cultivars to Meloidogyne incognita[J]. Crop Protection,2016,82:1-6.
[8]Tariq M,Muhammad A H,Muhammad Z K,et al. Evaluation of resistance to root-knot nematode (Meloidogyne incognita) in okra cultivars[J]. Crop Protection,2014,56:25-30.
[9]王江嶺,張建成,顧建鋒. 單條線蟲DNA提取方法[J]. 植物檢疫,2011,25(2):32-35.
[10]Meng Q P,Long H,Xu J H. PCR assays for rapid and sensitive identification of three major root-knot nematodes,Meloidogyne incognita,M. javanica and M. arenaria[J]. Acta Phytopathol Sin,2004,34:204-210.
[11]Zijlstra C,Donkers-Venne D T H M,F(xiàn)argette M. Identification of Meloidogyne incognita,M. javanica,and M. arenaria using sequence characterized amplified region(SCAR) based PCR assays[J]. Nematology,2000,2(8):847-853.
[12]Long H,Liu H,Xu J H. Development of a PCR diagnostic for the root-knot nematode Meloidogyne enterolobii[J]. Acta Phytopathol Sin,2006,36:109-115.
[13]Zijlstra C. Identification of Meloidogyne chitwoodi,M. fallax and M. hapla based on SCAR-PCR:a powerful way of enabling reliable identification of populations or individuals that share common traits[J]. European Journal of Plant Pathology,2000,106:283-290.
[14]賴正鋒,練冬梅,姚運(yùn)法,等. 黃秋葵新品種“閩秋葵3號(hào)”[J]. 園藝學(xué)報(bào),2019,46(6):1217-1218.
[15]Abad P,Gouzy J,Aury J M,et al. Genome sequence of the metazoan plant-parasitic nematode Meloidogyne incognita[J]. Nature Biotechnology,2008,26(8):909-915.
[16]Yang B J,Eisenback J D. Meloidogyne enterolobii n.sp.(Meloidogy nidae),a root-knot nematode parasitizing pacara earpod tree in China[J]. Journal of Nematology,1983,15(3):381-391.
[17]何 元,潘滄桑. 南方根結(jié)線蟲和爪哇根結(jié)線蟲的發(fā)育[J]. 廈門大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2000,39(4):537-546.
[18]Opperman C H,Bird D M,Williamson V M,et al. Sequence and genetic map of Meloidogyne hapla:a compact nematode genome for plant parasitism[J]. Proc Natl Acad Sci USA,2008,105(39):14802-14807.
[19]賓淑英,姚圣梅,林進(jìn)添,等. 花生根結(jié)線蟲對(duì)花生植株主要生理指標(biāo)的影響[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1999,18(2):121-124.
[20]楊艷梅,梁 艷,袁紹杰,等. 云南省部分煙區(qū)根結(jié)線蟲形態(tài)和分子鑒定[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2017,48(2):284-291.
[21]亓竹冉,劉天鴻,王 寧,等. 出口蔬菜花卉種苗基地的植物線蟲種類調(diào)查和鑒定[J]. 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,37(5):93-100.
[22]宋 莉,周培培,李 陽,等. 云南玉溪地區(qū)煙田根結(jié)線蟲的SCAR鑒定、分布及其生物防治研究[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào),2019,36(4):546-552.
[23]練冬梅,賴正鋒,姚運(yùn)法,等. 黃秋葵根結(jié)線蟲病的病原鑒定[J]. 福建農(nóng)業(yè)科技,2019(3):40-42.
[24]黃英凱. 福建省蔬菜基地根結(jié)線蟲病病原鑒定及發(fā)病規(guī)律研究[D]. 福州:福建農(nóng)林大學(xué),2014.
[25]姚玉榮,霍建飛,郝永娟,等. 天津地區(qū)溫室蔬菜根結(jié)線蟲種類的多重PCR快速鑒定[J]. 北方園藝,2018(7):49-52.尹向田,楊立英,王超萍,等. 不同種類殺菌劑對(duì)6種葡萄致腐病菌的室內(nèi)毒力測(cè)定[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2021,49(3):99-104.