[目的]为保障马铃薯产业健康发展,加强腐烂茎线虫的检疫防控工作,对其在内蒙古地区的适生区进行预测分析.[方法]根据腐烂茎线虫在我国最新的分布和环境数据,通过MaxEnt生态位模型和ArcGIS软件,预测当前和未来气候条件下腐烂茎线虫在内蒙古地区的适生区.[结果]MaxEnt模型的AUC平均值为0.929,预测结果准确可靠.预测结果显示:当前气候条件下腐烂茎线虫在内蒙古地区的适生区面积为41.8万km2,占全区面积的35.31％.研究表明,在2021-2040年和2041-2060年,腐烂茎线虫在内蒙古地区的总适生区面积将不断扩大;其中在SSP1_2.6气候情景下,在赤峰市、通辽市和兴安盟将出现腐烂茎线虫的高适生区;在SSP3_7.0气候情景下,在鄂尔多斯市、赤峰市、通辽市将出现腐烂茎线虫高适生区.利用Jackknife刀切法计算得到影响腐烂茎线虫分布的主导环境因子为温度季节性变化方差、最湿月降雨量、最冷季平均温、昼夜温差月均温、最湿季平均温.[结论]腐烂茎线虫在内蒙古地区有进一步扩散的风险,建议在未来气候情景下出现腐烂茎线虫高度适生区的盟市,应加强调运检疫和疫情监测,防止腐烂茎线虫进一步扩散.

甘薯茎线虫病由马铃薯腐烂线虫引起,是严重影响甘薯产量和品质的检疫性病害.挖掘抗茎线虫病基因并通过分子设计育种培育抗病品种是防控茎线虫病的有效途径.本研究前期以抗茎线虫病甘薯品种美国红为父本,感病品种徐紫薯8号为母本,通过控制授粉有性杂交方式构建了包含274个F1子代的分离群体.以该F1群体为材料,利用室内人工接种法对F1子代的茎线虫病抗扩展性进行鉴定,结果表明,甘薯茎线虫病抗扩展性呈连续性偏峰态分布,甘薯茎线虫病发病体积比与扩展直径和扩展长度呈极显著正相关,与薯块直径、薯块长度和薯块长宽比无相关性,说明薯块的大小和薯形对抗扩展性鉴定结果无影响.甘薯茎线虫病抗扩展性遗传力为75.7％,表明抗扩展性主要受遗传因素控制.基于前期构建的甘薯SNP遗传图谱对抗扩展性进展QTL定位,获得与抗扩展性紧密连锁的QTL 10个,解释6.6％～10.7％的表型变异.候选基因功能注释表明,苯丙素生物合成、植物激素信号转导、植物病原互作代谢等通路参与抗病胁迫.筛选5个关键候选基因进行荧光定量表达分析,在接种茎线虫后候选基因itf13g19570表达量显著增高.研究结果为甘薯茎线虫病抗病基因挖掘和抗病机理解析提供了重要参考.

为更深入地了解马铃薯腐烂茎线虫并寻找具有RNAi应用价值的靶标基因资源,本研究从马铃薯腐烂茎线虫基因库中选取了一个潜在致死基因底物特异性适配体基因Dd-mel-26.利用RACE技术对该基因进行了克隆,并通过生物信息学、荧光定量PCR技术以及dsRNA体外浸泡诱导线虫靶基因沉默的方法对该基因进行了功能分析.结果显示,Dd-mel-26基因的cDNA全长为1594 bp,包含一个1158 bp的开放阅读框,预测编码一个含385个氨基酸的蛋白质,分子量为43.52 kD,等电点为5.4.基因组结构中包含10个外显子和9个内含子序列.Dd-MEL-26蛋白属于MATH-BTB蛋白家族,不具有信号肽,预测其在细胞核中与相关的蛋白互作从而行使其功能.系统进化分析结果显示Dd-MEL-26蛋白与植物寄生线虫聚为一组,且与象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)的亲缘关系最近.通过dsRNA体外浸泡法将该基因沉默后显著地增加了线虫的繁殖量和垂直迁移力.因此,Dd-mel-26基因在一定条件下可以正调控马铃薯腐烂茎线虫的繁殖和垂直移动,但将该基因做为RNAi靶标从而实现对该线虫的防治可能需要更加深入的研究.

腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor Thorne,1945)是世界上重要的植物病原线虫和我国全国农业植物检疫性有害生物,为害甘薯、马铃薯、大蒜等多种地下结实作物,在许多杂草和真菌上也能生长和繁殖.腐烂茎线虫喜凉怕热、喜湿怕干,主要通过寄主作物的无性繁殖材料传播和扩散.在不同作物上,它的田间持续存活、侵染和损害表现存在明显差异,但相关原因和机制不甚明确.本文综述了腐烂茎线虫的地理分布、寄主范围、生殖发育、侵染循环、环境适应能力及其存活寄生相关分子机制,指出了需要深入探讨的主要问题,有望为这种危险性有害生物的预警防控研究和实践提供新的思路和有用参考.