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滑刃属的植物线虫寄生植物的根部或地上部,目前报道危害严重的种类主要寄生于植物地上部。其中重要的4种叶芽线虫:水稻干尖线虫、菊花滑刃线虫、草莓滑刃线虫、毁芽滑刃线虫在我国均有报道。水稻干尖线虫病在20世纪50年代初是我国水稻上的主要病害之一,后由于采取检疫和种子处理等有效防治措施,控制了此病害的发生,可是近几年,我国水稻干尖线虫病危害性又再度回升并日益严重,水稻干尖线虫在全世界也有明显扩散发生的趋势;菊花滑刃线虫和草莓滑刃线虫是我国的检疫性有害生物,口岸经常从进口的植物苗木和包装板材等检到这些线虫以及滑刃属的其他线虫。这些线虫不仅严重危害其模式寄主,还为害许多共同的寄主植物,并且在形态上有许多相似之处,鉴定较困难。由于,目前对这些线虫的形态学尤其是超微形态结构以及分子生物学特征的研究甚少,对目前在世界和中国均发生越来越普遍的水稻干尖线虫种群多样性缺乏研究,从而限制了对这些线虫的快速和准确的鉴定、检测以及防控技术的研究和应用。本研究在显微和超微形态学的基础上,结合rDNA—ITS测序分析,对来自我国水稻、草莓以及入境的草莓和木质包装板材上的滑刃属线虫进行形态学和分子生物学鉴定。并运用形态学和分子生物学方法对我国不同来源的水稻干尖线虫种群遗传多样性进行系统研究。主要研究结果如下:
⑴鉴定了滑刃属线虫6个种,其中3个为新种,分别定名为广东滑刃线虫新种、南宁滑刃线虫新种和木质滑刃线虫新种,另外3个种为水稻干尖线虫、毁芽滑刃线虫和菊花滑刃线虫。补充描述了新发现的水稻干尖线虫形态特征:头部有一突起的环状物,有的群体头瓣数为12,阴门后唇呈伸出的舌状;明确了我国菊花滑刃线虫的侧线为3条。对这6个种的ITS区进行了测序和比较分析,揭示了种类间ITS相似性程度不仅与是否与近似种有关,还与近似种的地理来源有相关性。
⑵使用扫描电子显微镜对20个不同地理和寄主来源的水稻干尖线虫种群进行研究,发现雌虫的头部、阴门及尾部存在差异。其头形及头瓣在种群内相对稳定,在电镜下易于观察判断,可作为种群间的鉴定依据。
⑶对来自我国8个省(自治区)的24个水稻干尖线虫种群的rDNA—ITS区测序和分析结果表明,我国水稻干尖线虫种群的rDNA—ITS序列的大小差异不大,但在序列特征上存在明显差异。根据ITS的差异可以将供试种群分为7个组,而根据ITS1区序列特征可以将供试种群分为两类基因型:Ⅰ型——在ITS1区无碱基缺失和颠换;Ⅱ型——在ITS1区缺失6bp,且有A→T颠换。证实了水稻干尖线虫的28S D2/D3区高度保守,不能用于水稻干尖线虫的遗传多样性研究。
⑷对供试的24个水稻干尖线虫种群的mtDNA COⅠ基因测序和比较分析结果表明,水稻干尖线虫的mtDNA COⅠ基因序列具有丰富的多样性,适用于水稻干尖线虫的遗传多样性研究;揭示了水稻干尖线虫mtDNA COⅠ基因的差异能较好的反映不同来源种群间的差异,以及中国水稻干尖线虫mtDNA COⅠ基因的差异可能反映了不同致病型或生理小种的存在。并明确了各种群间mtDNA COⅠ的演化关系。
⑸明确了在我国草莓及入境的包装板材上滑刃属线虫的种类及其形态多样性;揭示了水稻干尖线虫新的形态特征以及超微形态多样性和种群间的形态区别特征;明确了滑刃属线虫ITS序列相似性与其地理来源有着相关性;揭示了水稻干尖线虫种群间的ITS序列存在差异,并根据ITS1区的将中国水稻干尖线虫分为2种类型;明确了水稻干尖线虫28S D2/D3区的高度保守性和mtDNA COⅠ基因序列的多态性;分析了mtDNA COⅠ基因序列差异与中国水稻干尖线虫种群分化的相关性。研究结果丰富了线虫种类资源和滑刃属线虫的鉴定特征,同时为研究滑刃属线虫种类的遗传相似性提供了依据:揭示了我国水稻干尖线虫种群遗传多样性,为建立准确、灵敏、快速的水稻干尖线虫分子检测方法提供了理论依据,对进一步研究中国水稻干尖线虫病发生的流行规律和防控措施具有重要的意义。