马尾松松材线虫病抗性无性系的筛选和遗传多样性分析

【目的】 松材线虫病是松属致命性的世界检疫性森林病害。筛选和创新抗性遗传资源是马尾松抗松材线虫病育种的重要基础。松材线虫病重灾疫区自然淘汰存留下来的马尾松资源,可能是开展马尾松抗松材线虫病育种潜在的重要遗传基础,值得进一步深入挖掘、系统评价和开发利用。本研究通过对110个对松材线虫病具有抗性表型的无性系进行遗传多样性、生长性状测定和保存率调查,综合评价其在抗性育种中的潜在价值。【方法】 通过接种松材线虫对马尾松的1 201个初选无性系进行筛选,并对110个具有抗线虫表型的重选无性系进行遗传多样性RAPD和生长性状评价。从14对SCAR分子标记引物中筛选通用性强、多态性位点高的两组引物,用于MuPS(Multiplex-PCR of SCAR markers) 反应扩增和遗传多态性位点检测。基于79个MuPS唯一型无性系群体,采用Popgene 32软件估算的遗传多样性,结合生长量和存活率指标,评估该批遗传资源在马尾松抗性育种中的潜在价值。【结果】 初选的1 201个无性系(来自251个马尾松初选家系),经松材线虫接种筛选后,获得110个无性系(来自初选家系中的81个),由两组引物扩增得到92种MuPS分型。其中,有79个无性系为单一的MuPS分型所完全准确识别(占71.81%)。基于79个具单一MuPS分型的无性系群体遗传多样性分析表明,群体所有位点的平均有效等位基因数(N_e)为1.508 1个,Nei’s基因多样度(H)为0.302 3,Shannon多样性指数(I)为0.459 1。无性系体间遗传参数差异明显,N_e变幅为1.012 8~1.998 1,H变幅为0.012 6~0.499 5,I变幅为0.038 5~0.692 7。具有抗松材线虫病表型的110个马尾松无性系存活83个。保存无性系间其生长性状存在显著差异,树高、胸径和单株材积生长量变幅分别为4.6~10.7 m,6.7~21.7 cm和0.012 3~0.189 4 m³,生长量最大的休3-3号无性系立木材积(0.189 4m³)为最小的无性系广27-2的(0.012 3 m³)15倍以上。【结论】 马尾松1 201个初选无性系,经野外人工接种松材线虫的抗性筛选后,110个无性系表现出对松材线虫病有显著的抗性表型,占初选无性系的9.09%。这些经过抗性筛选的无性系在材积生长性状上达到了极显著差异水平。这意味着在抗性改良基础上,进行生长量改良的策略是可行的。与已有的天然和人工育种群体的遗传多样性参数相比,本研究虽然经初选和抗性复选淘汰了90%以上的无性系,仍保留了群体中较高的遗传多样性。综上,笔者认为这批初选资源经抗性筛选存留的遗传资源,在马尾松抗松材线虫病育种研究中具有明显的潜在价值。     

松材线虫与其携带细菌之间的相互影响

笔者研究了从松材线虫体上分离的2 株强致病菌和1 株弱致病菌与松材线虫的相互影响。结果表明:强致病菌荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens) GcM5 1A菌株、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)ZpB1 2A菌株能够明显地促进无菌松材线虫的产卵量增加、繁殖速度加快和成虫虫体生长;同时,松材线虫也能促进强致病菌荧光假单胞菌GcM5 1A菌株、恶臭假单胞菌ZpB1 2A菌株的繁殖。而泛菌(Pantoea sp.)ZM2C菌株完全抑制了无菌松材线虫的繁殖,无菌松材线虫对泛菌ZM2C菌株的繁殖亦具有显著抑制作用。由此说明松材线虫与其携带的某些致病菌之间存在互惠共生现象,松材线虫携带的致病菌并不是偶然的污染,它们之间的互惠共生现象是在长期共生进化中形成的。笔者还讨论了互惠共生现象在松材线虫致病过程中的作用。     

施用松材线虫内生寄生真菌Esteya vermicola控制松萎蔫病

Esteya vermicola是首例发现的杀松材线虫的内生真菌。最近,韩国学者从土壤中分离出了E.vermicola的多个新菌株。新菌株具有特异的孢子细胞和孢子,只有其中新月形孢子能黏附在线虫虫体上诱导其感染。研究表明该真菌是由甲虫携带侵染松树的,可在4~5 d内杀死几乎所有测试的松材线虫。温室试验和2 a的林间试验发现接种的真菌在松树内生长并感染松材线虫。结果证明该菌能有助于松树抵抗松材线虫的侵染。目前正在进一步研究和评价其作为商业生物防治方法的前景。     

危险性病害松树萎蔫病的监测、预防与除治技术

2004年5月重大毁灭性森林病害松材线虫病在云南德宏州发生,云南省科技部门立项资助“危险性病害松树萎蔫病的监测、预防和防治技术”（2005NG03）对松材线虫病治理相关技术进行科技攻关研究。按照合同要求,以解决生产实际问题为首要目标。     

两株松材线虫拮抗细菌的筛选和鉴定

【目的】筛选对松材线虫具有较高杀线活性的拮抗细菌。【方法】以分离自南京、洛阳、上海的松树茎部的137株内生细菌为研究对象,采用培养滤液和菌悬液浸渍法对这些菌株进行杀线活性的测定,并对筛选的高效拮抗细菌进行菌种鉴定。【结果】通过培养滤液浸渍试验筛选出3株细菌对松材线虫有较高的杀线活性,使用3种菌滤液处理线虫48 h后,线虫死亡率均达到100%,其中菌株LYMC-3的培养滤液还可使线虫虫体出现消解。将3株菌的培养滤液分别稀释2倍、4倍和10倍后处理松材线虫,随稀释倍数的增加,培养滤液的杀线活性逐渐降低。处理线虫48 h后,菌株LYMC-3的10倍稀释滤液与其他两株菌滤液相比对线虫的致死率最高,为94.7%; 在菌悬液浸渍试验中筛选出菌株NJSZ-13对松材线虫有较高杀线活性,10⁵ cfu/mL 浓度的菌悬液处理线虫48 h后,线虫死亡率达81.5%。通过对LYMC-3和NJSZ-13菌株的形态特征、生理生化特征、Biolog鉴定和16S rDNA序列以及系统发育分析,确定菌株LYMC-3、NJSZ-13分别为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)和蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。【结论】从松树体内筛选到两株对松材线虫有高效拮抗活性的菌株LYMC-3和NJSZ-13,对生物防治松材线虫病具有潜在的应用价值。     

松材线虫拮抗细菌的筛选和鉴定

为了筛选对松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)具有较高杀线活性的拮抗细菌,从马尾松林中分离获得了230株细菌,并从中筛选出8株对松材线虫具有较高杀线活性的细菌,其中JK-JS3菌株对松材线虫的杀线活性最高.将该细菌培养滤液分别稀释2倍、4倍、10倍处理松材线虫,72h后线虫的死亡率均达到100%;线虫死亡后虫体消解,消解率分别为100%、97.8%、96.4%.测定了该细菌培养滤液对香蕉穿孔线虫(Radopholus similis)和水稻干尖线虫(Aphelenchoides besseyi)等植物线虫的杀线活性,结果表明对不同种的线虫杀线活性有差异.该菌株培养滤液对松材线虫和小杆线虫(Rhabditis sp.)的杀线活性最高,其余杀线活性从高到低依次为拟松材线虫(Bursaphelenchus mucronatus)、腐生线虫(Panagrellus redivivus)、香蕉穿孔线虫和水稻干尖线虫.形态特征和革兰氏染色观察,该细菌为革兰氏阳性菌、产芽孢、具有周生鞭毛;经Biolog细菌鉴定仪进一步鉴定该细菌为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).     

抗性黑松接种松材线虫后的组织病理学变化

用松材线虫接种l年生抗病和感病黑松苗,比较线虫侵染后引起寄主细胞和组织的变化.结果表明:接种后相同时间的茎段上抗病黑松细胞的病交及破坏程度要比感病松苗轻.感病黑松苗皮层树脂道及其周围薄壁细胞较早出现可见的病理变化,木质部最外层病变也明显.抗病黑松首先在皮层薄壁细胞出现可见的病理变化,然后发生变性和死亡的是树脂道及其周围薄壁细胞,而木质部最外层完好.可见,松材线虫诱导寄主组织病理学变化与松苗抗性相关.     

黑松与松材线虫和拟松材线虫互作早期超氧自由基研究

为探讨黑松受不同毒力松材线虫与无毒拟松材线虫侵染后,超氧自由基(O2.-)在互作早期对松材线虫病发生发展的作用,采用2年生黑松接种强毒、弱毒松材线虫与无毒拟松材线虫,于接种后4、12、24、48、72、96、120 h对受侵染黑松的茎干和针叶取样测定。结果表明:黑松受不同毒力供试线虫侵染后体内O2.-和SOD活性变化差异显著。接种后12 h,松树茎、叶中的O2.-均出现第1次突增,茎部突增的强度与供试线虫毒力呈负相关,在针叶内O2.-出现第2次突增,且无毒拟松材线虫处理(48 h)的启动时间早于强毒松材线虫(72 h)的。SOD活性在接种无毒拟松材线虫的松树茎、叶中出现两次突增,而接种强毒松材线虫的处理仅出现1次突增。3种处理黑松茎、叶的Mn-SOD含量在24 h后第1次突增,且接种无毒拟松材线虫的高于接种强毒松材线虫的。O2.-与SOD的变化趋势在一定程度上呈正相关关系,但SOD的特异变化滞后于O2.-的变化。由此可见,超氧自由基可能是松树受松材线虫侵染后进行信号转导的重要桥梁物质。     

两种豚草侵入永定河

"生物入侵"(biological invasions)几个字看起来很正规、挺吓人,普通百姓似乎早有耳闻,但通常没有直观印象,觉得这种事距自己的生活很遥远。福寿螺、松材线虫、牛蛙、食人鲳等动物进驻中国,紫茎泽兰、薇甘菊等植物大举入侵中国,那也多半是南方的事,与咱首都北京无关。但殊不知意大利苍耳、光梗蒺藜草、香丝草这些外来物种已成功落户北京,黄顶菊也正在逼近北京,这些"客人"确实不怀好意。近来,臭名昭著的豚草也不请自来,悄悄溜进北京。     

松材线虫病防控初探

松材线虫病是由松材线虫寄生在松树体内所引起的一种毁灭性病害,具有致病性强,传播速度快、除治难度大、跳跃式发生等特点,被称为松树的癌症,是不冒烟的森林火灾,被国家列为头号检疫对象。对我国生态区域构成了严重威胁,防控工作正面临着前所未有的严峻挑战。