抗松材线虫病马尾松愈伤组织的增殖及其抗性评价文献综述

 2022-07-20 08:07

文献综述

1 松材线虫病概况

1.1松材线虫病的发生和发展

松材线虫病,亦称松材萎蔫病、松树枯萎病、松树萎蔫病,国内主要危害赤松(Pinus densiflora)、黑松(Pinus thunbergii)、马尾松(Pinus massoniana)等松属植物。国外主要危害松属(Pinus)、冷杉属(Abies)、云杉属(Picea)雪松属(Cedrus)、落叶松属(Larix)等植物。松材线虫病具有发病隐蔽、 致死速度快、传播迅速、防治困难等特点。松材线虫在国外分布于日本、朝鲜、韩国、美国、加拿大、墨西哥、葡萄牙等国。从1982年在我国南京中山陵的黑松上首次检测到松材线虫病开始,该病已蔓延至江苏,安徽,山东,浙江,广东,湖北(恩施),湖南,香港,台湾(1985,台北),河南,辽宁,江西等地。松材线虫对我国松属植物具有极大的破坏性,对我国的森林生态系统造成了严重的创伤。

1.2松材线虫病的病原

松材线虫病的病原是松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus),该线虫属线虫动物门、线虫纲、滑刃目、滑刃科、伞滑刃属。松材线虫在寄主间的传播蔓延主要是通过松褐天牛等生物在取食寄主枝条时进行的,通过对松褐天牛进行专项检测发现其体内携带有大量的松材线虫。除通过松褐天牛传播外,人为传播也是松材线虫传播的主要途径,在松树木材原料及其附属加工产品的进出口中,由于早期植物检疫技术手段发展滞后,加上对松材线虫的认识不深刻,造成松材线虫在全球范围内扩散蔓延。松材线虫致病力强,传播快,且常常猝不及防;寄主死亡速度快,一旦发生,治理难度大。

1.3松材线虫病害的症状

受到松材线虫感染的松树在进行专业检测前,可以通过观察其外部症状来判断是否感病。松树感染松材线虫病之后表现出的唯一可观察到的外部症状是针叶的变化,其症状的变化会出现在单枝、少量枝条或整株上[1]。其病害发展过程的症状表现可分为四个阶段:①树体在外观正常,树脂分泌减少,蒸腾作用减弱,嫩枝上出现松褐天牛啃食树皮的痕迹;②针叶逐渐变色,树脂停止分泌,除了可见松褐天牛补充营养啃食的痕迹外,还存在其产卵刻槽以及其它甲虫的痕迹;③大部分针叶变为灰褐色、黄褐色、萎蔫,可发现松褐色天牛以及其它甲虫的蛀屑;④针叶全部变为红褐色,最后整株死亡[2]。感染病害松树的潜伏期随着树龄、树种、侵入线虫的数量以及外界条件的不同而存在差异。

2对松材线虫病致病机理的研究

由于松材线虫病的复杂性,至今人们对松材线虫病的致病机理仍存在较大分歧,缺乏统一认识。当前对松材线虫致病机理主流的研究认识包括以下三个学说。

2.1酶学说

松材线虫可以分泌多种酶,蒋丽雅用扩散检测法从松材线虫分泌液和虫体匀浆的抽提液中分析出有纤维素酶的存在[3]。严东辉等人在对松材线虫体外分泌物的酶染色反应研究显示,分泌物中有纤维素酶[4]。而纤维素酶可以破坏松树薄壁细胞的细胞壁和细胞膜,影响水分的输导,导致松树萎蔫,在早期致病过程中起到了关键作用[5-6]。但纤维素酶在松材线虫致病过程中的作用地位尚缺少令人信服的试验证据。

2.2空洞化学说

Kuroda用松材线虫接种黑松,2周后发现管胞内产生了气体,中间出现空洞,管胞开始空穴化,水分输导逐渐受阻。对木质部的内含物分析结果表明,在管胞空穴化之前,木质部内单萜烯和倍半萜烯的含量增加 2~4倍。用alpha;-萜烯注射到树干中,同样引起了管胞中空洞的形成。因此认为线虫进入树体后,促进了薄壁组织细胞萜类挥发性物质的产生,阻碍的树体的水分输导作用。单萜烯和倍半萜烯气化后通过薄壁细胞的壁孔外渗进入管胞,导致管胞空穴化。由于它们具有疏水性,而且表面张力低,使管胞不能重新进水,因而阻碍了水分的输导[7],最终导致了松树的死亡。

2.3毒素学说

2. 3. 1 毒素是侵染松树病原物的代谢产物

 1979~1990年Oku等人进行了利用感病与健康松树提取物侵染健康松树系统的研究。他们用松材线虫病松树的抽提物接种到健康的松树上,松树萎蔫,而健康松树的抽提物无此作用[8]。另外,不同品种的松树对相同粗提物的耐受度也不一样,感病株比抗病株对粗提物更敏感。通过分析粗提物的化学组分,然后单独使用鉴定出的化学物接种后发现,苯甲酸、8-羟基香芹酮和二羟松柏醇是使松苗萎蔫的原因[9]。Shaheen等[10]在1984年采用两种不同的方法从不同品种的病松树中提取化合物来接种松树苗,结果表明无论是用炭抽提法还是基于三氯甲烷的抽提法得到的物质都能使健康的两年生的松树苗在一周至一个月内出现萎蔫,抽提化合物造成松苗萎蔫的效率与其剂量呈正相关。将抽提物中的化学组分进行分析鉴定和接种试验后证明,其中的香芹酮水合物和10-羟基马鞭烯酮都具备使松苗发生萎蔫的功能[10,11]。虽然学者们通过试验观察到这些粗提物导致植株萎蔫的现象伴随着植物气孔的大量关闭,从而推测它们参与寄主的蒸腾作用,但具体这些代谢物的来源和功能仍需更深入的研究[12]

2. 3. 2毒素是由细菌产生的  

长期以来人们一直认为松材线虫是导致松树枯萎致死的唯一病原物,20世纪80年代后,微生物在松材线虫病致病过程中的作用越来越引起人们的重视,特别是近几年来更是成为国内研究的热点。最初Okuetal[13]在研究松材线虫病的毒素时曾经怀疑,毒素是一种与松材线虫病有关的假单孢杆菌(Pseudomonas sp.)产生的。Tadaetal[14]从松材线虫体上分离到具有毒性的细菌,Kusunoki[15]用电子显微镜观察松材线虫病感病组织时发现,受到破坏的树脂道内和薄壁组织细胞间有大量细菌存在。Kawazuetal[16,17]、赵博光等[18]、谈家金等[19]、洪英娣等[20]室内试验均已证明了致病细菌在松材线虫病致病过程中起着重要作用。池树友等[21]野外接种试验证实了细菌在松材线虫病致病过程中的主导作用。

池树友,何月秋,韩正敏,张毅丰,王亚红为进一步了解细菌在松材线虫病致病过程中的作用,从松树上分离松材线虫、拟松材线虫(Bursaphelen chusmucronatus)及2种腐生线虫———滑刃属线虫(Aphelenchoides sp.)和小杆线虫(Rhabditi da.),并分离线虫体表携带的主要细菌,再进行交互接种试验,以进一步探讨细菌在松材线虫病致病过程中的作用[22]

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