不同抗性松树与松材线虫互作中H2O2 及其氧化酶活性的差异

为探讨不同抗性松树接种松材线虫后过氧化氢(H2O2)、氧化酶活性变化差异与其抗性间的关系,对火炬松、马尾松和黑松接种松材线虫后针叶内H2O2含量、POD和APX酶活性 动态变化进行了研究。结果发现,黑松和马尾松在接种早期(接种4 h后)针叶内H2O2含量(分别为(470.01±47.20)μmol/g和(232.33±9.42)μmol/g)远高于火炬松((145.46± 11.86)μmol/g),但在接种72 h后,火炬松针叶内H2O2含量上升幅度较大,且在达到峰值后下降幅度比黑松和马尾松的小。3种松树接种松材线虫后的POD和APX酶活性均出现两次高 峰值,峰值从大到小均为：黑松、马尾松、火炬松,且在达第1次活性高峰时感病松树上升快,在达第2次活性峰时抗病的火炬松上升快。这表明不同抗性松树接种松材线虫后,其 体内H2O2含量、POD和APX酶活性变化差异与其抗性存在密切关系,H2O2含量的积累程度对松树抗病性具有重要的影响。     

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。     

松材线虫和拟松材线虫的繁殖力及其超氧自由基差异

采用不同毒力的松材线虫和拟松材线虫进行研究,探讨不同毒力线虫的繁殖力及虫体自身超氧自由基(O·2)释放能力差异与各虫株致病力之间的关系。对强、弱毒松材线虫和无毒拟松材线虫在单异活体培养下的繁殖力进行测定,发现三者的繁殖力从大到小依次为：无毒拟松材线虫、强毒松材线虫、弱毒松材线虫。单异活体培养下的松材线虫和拟松材线虫虫体、水培滤液的超氧自由基测定表明,两组分中的超氧自由基含量与供试线虫的毒力呈负相关,从高到低依次为：无毒拟松材线虫、弱毒松材线虫、强毒松材线虫。结果表明：供试的不同毒力松材线虫和拟松材线虫的致病力与其繁殖力无显著相关性,但与其虫体超氧自由基含量有密切关系。     

中日两国的松材线虫对雪松的致病力差异

分别用日本和中国南京来源的松材线虫在室外苗圃地接种3年生雪松和黑松,发现源自两地的松材线虫对黑松都具有很强的致病力,但对雪松致病力差异较大.日本来源的松材线虫可致70%雪松枯死,而中国来源的松材线虫对雪松致病力很弱;同时发现松材线虫在所接种黑松中的存活繁殖数量远大于在雪松中的数量.此外笔者对雪松感染松材线虫后发病的症状进行了描述.     

松材线虫携带的细菌的寄生性和致病性研究

用荧光方法观察了松材线虫（Bursaphelenchus xylophilus）携带的细菌对悬浮培养的黑松（Pinus thunbergii）细胞的毒性,表明其中的假单胞菌、荧光假单胞菌和少动鞘氨醇单胞菌的滤液对黑松细胞具有较强的毒性,这与松树发病早期出现的细菌种类一致;这些细菌在添加松树提取液的细菌培养基上不能生长或基本不能生长,表明松树体内可能存在某些不利于细菌生长的物质;同时,单独接种这些细菌不能感染健康的黑松,因此,在线虫最初进入树体中,细菌的生长与线虫密切相关．     

不同线虫在黑松体内的扩展速度与致病性

分别用强、弱致病力松材线虫和无致病力拟松材线虫接种2年生黑松苗.观察结果表明:强致病力松材线虫在黑松体内扩散速度较快,4 d针叶开始发黄,7d松苗新梢开始萎蔫下垂,10 d松苗萎蔫,线虫在松苗体内大量繁殖,超过接种时的线虫数;弱致病力松材线虫在黑松体内扩散速度较慢,7 d针叶出现发黄的迹象,15 d新梢开始蒌蔫,25 d松苗整株萎蔫,线虫数量开始增加,超过接种时的线虫数;无致病力拟松材线虫接种后7 d仅在树梢分离到少量线虫,梢部部分针叶发黄,之后线虫基本未繁殖,25 d松苗体内已分离不到线虫,梢部针叶症状未加剧,松苗生长与对照类似.因此,黑松感染线虫后,是否发病与线虫能否在松苗体内存活有关,发病速度快慢与线虫在松苗体内扩散速度及能否大量繁殖有直接关系.     

葡萄牙松材线虫与其媒介昆虫之间的互作

对松材线虫与其在葡萄牙和欧洲的媒介昆虫樟子松墨天牛(Monochamus galloprovincialis)进行了首次研究.在病死木中发现,松材线虫在天牛刚羽化时聚集在蛹室中,线虫主要集中在天牛的后胸部.天牛羽化后6周内,松材线虫主要在天牛成虫补充营养时进入新寄主树,其次在天牛产卵时也会进入寄主树.总的看来,松材线虫在欧洲与其携带天牛之间互作与其在亚洲与松墨天牛及在北美与卡来罗纳墨天牛之间的关系十分相似.经研究,影响线虫与天牛携带关系的因子有内源和外源两类因子,如化学气味和各种信号.但是,其他多数因子尚未了解.研究影响线虫与天牛携带关系的因子将有助于了解两种生物密切关系的内在机制,并有助于研发出新的防控方法.     

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.     

松材线虫分离及不同真菌对松材线虫繁殖的影响

主要对松材线虫的取样分离进行探索,并初步研究了以真菌作为食料培养松材线虫。结果表明：取样部位对分离效果有影响,蛀孔及蛹室周围分离到的线虫量明显比枝条及树干其他部位多;不同真菌培养松材线虫效果有差异,主要采用了灰葡萄孢、黄瓜镰刀菌和香蕉镰刀菌3种真菌,通过设计不同影响因素比较培养效果,发现灰葡萄孢培养效果较为稳定且最佳,其次是黄瓜镰刀菌。因此,灰葡萄孢和黄瓜镰刀菌可选用于培养松材线虫。     

松材线虫体表物质与其携带细菌的关系

松萎蔫病是由松材线虫与其所携带的细菌复合侵染所引起。为进一步明确松材线虫与其携带细菌的关系,笔者用无菌线虫体表浸泡物处理细菌,再将无菌线虫各虫株与细菌共培养,结果表明细菌的存在可促进线虫的繁殖,线虫体表浸泡物质可促进细菌繁殖,无菌线虫与细菌共培养后线虫繁殖数量较无菌线虫单独培养有明显增加,说明松材线虫与其体表细菌的关系为一种互惠关系。此外还设计了无菌线虫对细菌的趋向性试验,考察线虫与自身体表所携带细菌之间的趋向性是否具有特异性,结果表明所有无菌线虫对成团泛菌具有明显的趋向性,各无菌松材线虫对于分离自各自体表的细菌菌株没有特异的趋向性。     

不同真菌对松材线虫繁殖及致病力的影响

利用3年生黑松为接种材料,研究在9种不同真菌上取食的松材线虫的繁殖和致病力变化。结果表明,真菌对松材线虫的繁殖和致病力有显著影响。松材线虫在9种真菌上取食后,松材线虫繁殖力和致病力从大到小而依存的真菌依次为灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、拟盘多毛孢(Pestalotiopsis sp.)、盘多毛孢(Pestalotia sp.) 、拟茎点霉(Phomopsis sp.)、茎点霉(Phoma sp.)、头孢菌(Cephalosporium sp.)、交链孢(Alternaria sp.) 、炭疽菌(Colletotrichum sp.)、长喙壳(Ceratocystis sp.)。实验表明松材线虫的繁殖力与其致病力变化相一致。     

松材线虫与拟松材线虫种间杂交特性研究

选取来自中国、日本和美国的松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)4个虫株,以及中国的拟松材线虫(B.mucronatus)2个虫株进行生物学杂交和交配对象选择试验。结果表明:松材线虫和拟松材线虫的部分虫株可以发生种间杂交,正交总交配成功率为4.2%,反交总交配成功率为10%,反交成功率是正交的2倍。杂交整体发生率极低,杂交后代较难形成可持续的繁殖种群。采用松材线虫(简称Bx)/拟松材线虫(简称Bm)快速分子检测系统对杂交F1代幼虫进行分子鉴定,结果表明F1代幼虫既含有Bx分子标记也含有Bm分子标记。继代培养30 d后,杂交后代在基因型上表现出了不同趋向的分化,其中BxAN5♀×Bm JNL1 ♂、BxAN5 ♂×BmAN5♀和BxUSA ♂×Bm JNL1♀的杂交后代趋向于成为松材线虫占主导的种群,BxJNL5 ♂×BmJNL1♀的杂交后代趋向于成为拟松材线虫占主导的种群。在有种内交配资源存在情况下,无论松材线虫还是拟松材线虫均倾向于优先选择种内交配资源。研究表明松材线虫和拟松材线虫之间存在一定的生殖隔离,自然状态下种间交配可能会产生,但杂交后代较难形成可持续性繁殖的生殖后代。     

松材线虫毒力及发育转型与细胞自噬关系研究

采用透射电镜法对松材线虫的细胞自噬现象进行鉴认,并通过实时定量PCR的方法对不同毒力及不同发育期松材线虫的自噬基因BxAtg1和BxAtg8表达量进行测定。结果表明:饥饿诱导下不同毒力松材线虫存在细胞自噬现象,不同毒力松材线虫饥饿诱导12、24、36 h时,自噬基因BxAtg1表达量递减且趋势一致,而自噬基因BxAtg8在饥饿24 h时的强毒松材线虫体内表达量最高,在饥饿36 h时弱毒松材线虫体内表达量显著升高; 与繁殖性松材线虫体相比,自噬基因BxAtg1和BxAtg8在扩散型3龄(J_Ⅲ)和扩散型4龄幼虫(J_Ⅳ)中的表达量均增加,推测自噬活性的调节机制可能与松材线虫的毒力相关,与松材线虫发育转型阶段的形态特征联系,暗示自噬可帮助松材线虫发育转型,从而提高松材线虫的适应性。     

不同含水率木质包装材料对松材线虫存活率的影响

对不同含水率的松木和杉木进行松材线虫存活率的检测实验,结果发现:(1)不同含水率的木材,在25 ℃和4 ℃下随着处理时间的延长,松材线虫的存活率不断下降;(2)含水率为12.0 %~22.8 %的木材,其中线虫存活率明显低于相同处理时间下未经烘窑烘干含水率为34.4 %~48.0 %的木材;(3)处理6 h后,含水率12.3 %的木材在25 ℃时未查到活虫(即处理木材中的松材线虫均死亡),在4 ℃时发现仍有5 %的线虫;(4)处理24 h后,经烘窑烘干含水率在22.8 %以下的木材在25 ℃和4 ℃下均未查到活虫,而在未经烘窑烘干含水率47.3 %的木材中仍然查到有47 %的存活线虫。试验初步证实含水率在22.8 %以下的木材不利于线虫的存活和侵染。     

不同马尾松品系对松材线虫的抗性选择初步研究

为了解福建省生产上正在推广的12种马尾松品系对松材线虫Bursaphelonchus xylophilus（Steiner et Buhrer）NicHe的抗病情况,选用厦门岛内分离的松材线虫虫株进行人工皮接法接种试验,并对不同马尾松品系进行生长性状测定。结果表明,G、A、I为抗病品系,且生长性状表现良好,可以进行小面积造林,通过进一步野外测定后再进行大面积推广造林。     

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).     

松材线虫携带的细菌在松萎蔫病中的作用

介绍了长期流行的松萎蔫病的单病原学说及其在解释松萎蔫病病理机制、新的实验结果等方面面临的困难。根据多项实验结果作者提出松萎蔫病是由松材线虫与其携带的致病细菌引起的复合侵染新假说。在此基础上,发现松材线虫与其致病细菌间的互惠共生现象、分离、鉴定致病细菌产生的鞭毛蛋白及其他毒素、松萎蔫病由细菌毒素导致萎蔫致死的致病机理等新进展。阐述了松萎蔫病致病新学说在研究松萎蔫病致病机理及测报、防控、抗病育种等方面新方向。