阻断巨型细胞形成！从与根系互作探讨线虫防治新方向

日期:04-14-2022

近年来化药防治线虫防效越来越差：

1.涕灭威、克百威等剧毒农药在大部分作物防治上禁用；

2.溴甲烷等土壤熏蒸剂在大部分作物上禁用；

3.噻唑磷等为数不多的线虫防治药剂使用量及使用次数频繁，导致药剂抗性产生的较快；

4.新型防线农药上市较慢，价格较高，有个别上市产品大多在跨国公司专利期内，能够高效防治线虫的药剂不多。 

噻唑磷等药剂田间防效差的原因，主要两点：

1.噻唑磷有较好的内吸性，但没有熏蒸能力，作为土壤处理剂杀灭程度不够在情理之中。药剂接触到线虫容易杀灭，接触不到就杀灭不了，土壤处理效果一般

2.噻唑磷等在植物生长期使用，针对根系施药效果往往也较差。主要原因是：线虫有较多数量在10-30cm土层中活动，土壤一般具备较强胶体结构，药剂在土壤中灌根的时候，大部分药剂都被土壤胶体结构吸附，10cm土层以下药剂很难渗透下去（虽开发多种分散剂，但绝大多数改善有限）。大田防治更多时候我们看到的是10cm以上土层根系的根结（或根瘤）很少，10-30cm土层中根系根结（或根瘤）很多。 

线虫卵及二龄幼虫在土壤中广泛存在，二龄幼虫侵染寄主后至四龄生长在寄主的根结（或根瘤）中，卵在寄主的根结（或根瘤）中，也可随根结或根瘤在土壤中越冬，故线虫防治一般可从土壤中杀灭防治和在植物根结（或根瘤）中防治两个途径展开。

这里，笔者从线虫与植物（根系）互作角度出发，探讨下未来线虫防治的新方向。

根结线虫的侵入会引起寄主植物的以下若干反应：

1.根结线虫通过头部敏感的“化感器”找到植物根系，并确定好侵入位点。

2.根结线虫二龄幼虫在侵染寄主植物时，首先激活降解细胞壁的酶的基因，如：葡聚糖酶基因（ENG）和半乳糖激酶基因（PG），其次是与巨型细胞形成相关的蛋白基因如胶质乙酸乙酯酶(PAE)、伸展蛋白(Extensin)、微管蛋白(Tubulin)、肌蛋白(Actin)等基因;

3.侵入后对合适的根尖细胞进行穿刺以却确保形成“巨型细胞”；

4.线虫侵入、转移过程中不断释放诱导“巨型细胞”形成的信号物质，诱导细胞核不断有丝分裂，而细胞质不分裂，形成“巨型细胞”；

5.线虫在植物体内移动、穿刺细胞、降解或修复寄主细胞等产生形成“巨型细胞”所需要的酶；

6.线虫生存繁育过程中释放分子物质，维持“巨型细胞”高活性代谢的若干基因过量表达，如：泛素蛋白酶、HSP70、羟甲基CoA降解酶、RNA聚合酶Ⅱ等，让“巨型细胞”维持较高的营养和水分，利于线虫生长发育；

7.根结线虫还可产生一些独特功能的分子信号。如食道腺中表达1种特殊的酶———分支酸变位酶，是一种与类黄酮合成相关的酶。分支酸是芳香族氨基酸合成的前体，与 IAA、水杨酸类化合物紧密相关。线虫的分支酸往往促进了寄主细胞分裂抑制了寄主根系次生根和维管组织的形成，从而导致“巨型细胞”容易形成而次生根和维管束不易形成，更容易导致植物营养及水分吸收运输受阻。 

面对根结线虫的入侵，寄主植物也会产生防御反应：

1.主要的抗性反应是过敏性坏死；

2.一种抗性反应则是抑制巨型细胞的形成；

3.还有一种方式是将线虫排除在维管束之外。 

综合上述线虫与寄主植物的“攻防”，是不是可以从阻断“巨型细胞”形成的角度进行线虫防控呢？

1.没有“巨型细胞”出现产生的根结和根瘤，根结线虫就不会获得生存发育需要的营养水分和空间；

2.可以开发外源信号激发子将利于巨型细胞形成的基因下调表达，让根系不容易产生巨型细胞，这样线虫活动就会受抑制，线虫得不到好的生存空间甚至会被困死；

3.在减少巨型细胞形成的同时，调控寄主植物产生较多的次生根和维管束，改善植株的营养水分供应。 

这种新的防控措施和现有的线虫防控措施结合起来，预期会在线虫防治上起到重要作用！

（作者：平头哥，交流请添加微信或电话：15376381688）