植物线虫的生物防治和生物杀线虫剂的研究
翁忠贺1 王志伟2
(1海南禾仑高新技术有限公司,2南京农业大学微生物学系)
1 植物线虫问题
植物线虫寄生於包括农作物在内的许多植物,全世界因线虫危害以及因此引起的符合病害给农业生产造成得损失据估计每年约1000亿美元.特别是在温室和大棚中,植物线虫生存时间长,密度大,给园艺作物带来严重的危害.因此如何控制和消除植物线虫的危害在全世界范围内已引起了广泛的重视.
在中国,危害大的线虫是植物根结线虫Meloidogyne spp..植物根结线虫在温带到亚热带的广大地区都有分布,它们寄生於700多种植物当中,包括葫芦科,蔷薇科,禾本科以及其他科的主要作物当中,给蔬菜和水果生产造成了相当严重的损失.目前Meloidogyne属在国际上有70多个有效种得到确认.其中在中国,南方根结线虫Meloidogyne incognita(Mi), 花生根结线虫M.arenaria等4种根结线虫是最常见的,其中Mi是分布最广,危害最大的一种.目前植物根结线虫的主要防治方法还是化学防治.但是,由於其使用造成的环境污染,一些能比较有效的化学农药(如呋喃丹)己被禁用(如海南省),而其他新的化学农药还不能满足用户在这些方面的要求.另一方面,在全世界范围内长期大量的有毒化学农药的使用,特别是在温室和大棚中的使用,已经造成了环境污染,生态破坏,地力下降,食物安全等严重问题.因此,开发出一种安全有效、使用简单、对环境和生态不会造成压力的防治植物线虫的新型制剂己迫在眉睫.
2 植物线虫的防治途径
目前防治植物线虫的途径主要是化学防治,而抗性植物的利用、作物轮作以及生物防治手段则作爲辅助手段尚在开发之中.在现代农业体系下,特别是设施园艺生产,剧毒化学农药的大量使用给农业生产、食物安全和环境保护等带来了严重的问题.因此,社会需要一种有效的、环境友好型的、容易使用的新型杀线虫剂,爲可持续农业服务.很多科研人员希望通过生物手段来达到这一目标.目前在全世界范围内已经广泛的开展研究和探索植物根结线虫的生物防治的途径,植物线虫的生防制剂的开发竞争在国际上相当激烈.
许多天敌包括寄生真菌、捕食真菌、昆虫、微小动物、细菌、病毒、无脊椎动物是可能用来防治线虫的材料.真菌对线虫的防治作用早在1888年Zopf就报道了,到现在爲止,已有400多种真菌被发现对土壤中不同的线虫有防治效果.有关我国的线虫病原真菌,云南大学的张克勤教授的专著《线虫病病原真菌研究》(云南大学出版社,2000年7月)作了详细的阐述.线虫病原真菌主要有两大类:一类是捕食真菌,一类是卵寄生真菌.过去的研究主要集中於线虫捕食真菌,节丛孢属真菌Arthrobotrys spp,就是代表之一.最近,卵寄生真菌受到了更大的关注.淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus已经成新的开发热点.法国用线虫捕食真菌开发出Royal 300和Royal 350等制剂用於园艺作物的根结线虫防治.菲律宾用卵寄生真菌P.lilacinus也已开发出防线虫制剂Biocon用於马铃薯的根结线虫防治.虽然这些生防制剂已经商品化,但效果并不理想.线虫病原真菌和线虫之间的关系十分复杂,生防制剂的效果会受到各类因素的影响.我国也有一些科研院所,大学和公司也正进行著类似制剂的研究和开发.
在细菌方面,用Psedomonas spp.以及Pasteuria spp.等也都是有魅力的开发物件,科研人员已经利用穿刺巴氏菌P.penetrans开发出一种新型的线虫生防制剂,用於设施园艺中的线虫防治.
作爲防治线虫的生防制剂另一种形式,日本正在研究Streptomyces ssp. 所生产的生理活性物质.此外,线虫,蟎类等土壤小动物,也有线虫捕食的功能,AM真菌,植物内生真菌等对植物生长有明显的促进作用的真菌也能给植物带来一定的抗性.然而,最成功的线虫生防制剂可能还是穿刺巴氏菌制剂.
3 穿刺巴氏菌
自从1940年首次从Pratilenchus sp.中发现Pasteuria sp.以来,已从96属205种线虫发现过这类细菌.其中主要有根结线虫中的穿刺巴氏菌P.Penetrans(Pp),根腐线虫中的P.thornei以及胞囊线虫中的P.nishizawae等.
Pp以抱子态存在於自然界,它能从Meloidogyne spp.二龄幼虫的表皮入侵,感染线虫,便土壤中线虫的密度和活动能力显著降低,起到良好的防治效果.Pp有著良好的环境适应能力,对温度,湿度,以及包括化学农药在内的化学物质有著良好的抗性.它与Meloidogyne spp.之间有著严格的宿主特异性,这使得它对环境和其他生物十分安全,但同时也给它的人工培养带来困难.尽管许多人知道Pp对线虫的生物防治很有潜力,它的难培养特性阻碍了进一步的开发和应用.

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