解析玉米杂交种对根腐线虫（Pratylenchus neglectus和P. crenatus）的抗性差异：温室实验的新发现
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在新西兰，根腐线虫（Pratylenchus neglectus和P. crenatus，简称 PNC）严重危害玉米根系，降低产量。研究人员评估 15 种玉米杂交种对 PNC 的抗性，发现杂交种间线虫繁殖和致病性差异显著。该研究为玉米育种和线虫防治提供重要依据。
在广袤的农田里，玉米作为重要的粮食作物，正面临着一场无声的 “战争”。根腐线虫（
Pratylenchus spp.），尤其是
Pratylenchus neglectus和
P. crenatus（简称 PNC），就像隐藏在土壤中的 “杀手”，悄悄侵害着玉米的根系。在新西兰，这些线虫广泛分布于玉米田，其危害不容小觑。据调查，超过 30% 的玉米田每千克土壤中 PNC 个体数超 1000，65% 的玉米田每千克土壤中超过 500，这一数据远超世界其他地区的阈值。
长期以来，针对玉米杂交种对 PNC 的抗性研究在新西兰近乎空白。虽然市场上有 40 多种玉米杂交种，但面对线虫的威胁，它们的抵抗能力如何却无人知晓。以往控制植物寄生线虫（PPN）的方法，如使用土壤杀线虫剂，不仅对土壤和生态系统有毒害，近年来使用量也在逐渐减少。而利用非寄主作物控制线虫种群密度，因 PNC 寄主范围广，实施起来困难重重。在这样的背景下，筛选具有线虫抗性的玉米杂交种，成为了保护玉米产量、保障农业可持续发展的关键。
林肯大学的研究人员挺身而出，承担起了这项重要的研究任务。他们旨在评估 15 种新西兰商业玉米杂交种对 PNC 的抗性，通过一系列实验，探究线虫的繁殖能力、对玉米的致病性以及不同杂交种的抗性差异。最终，研究成果发表在《Australasian Plant Pathology》上，为该领域带来了新的曙光。
研究人员采用了多种技术方法来开展这项研究。首先，他们从新西兰坎特伯雷的玉米田采集了自然感染 PNC 的土壤，并通过形态学和分子方法确定线虫种类。随后，在温室中进行了 3 个盆栽实验，实验均采用完全随机设计（CRD）。实验过程中，研究人员利用筛分 - 离心 - 蔗糖浮选法从土壤和玉米根中提取线虫，并通过显微镜观察进行种类鉴定。为了评估线虫的繁殖和分布情况，还测定了初始种群（Pi）、最终种群（Pf）、繁殖因子（Rf）等关键参数。同时，对实验数据进行了统计分析，包括正态性检验和方差分析（ANOVA）等，以确保实验结果的可靠性。
下面来详细看看研究结果。
- 实验 1：玉米杂交种对 PNC 的初步筛选：研究人员对 15 种玉米杂交种进行了评估，发现它们对 PNC 的敏感性存在显著差异（p<0.0001）。Pf在不同杂交种间差异可达 2.2 倍，其中 P9127 最为易感，Pf高达 8903 PNC/kg 土壤 + 根；P8500 和 P0891 的线虫数量最少。Rf结果也显示，所有杂交种都支持 PNC 繁殖，但程度不同，P9127 的Rf最高（7.1），P8500 和 P0891 最低（分别为 3.1 和 3.2）。根据与 P9127 的种群密度比，杂交种被分为易感（S）、中度抗性（MR）和中度易感（MS）三类。
- 实验 2：玉米杂交种对 PNC 的长期敏感性评估：在 60 天的实验中，15 种玉米杂交种对 PNC 的响应差异依旧显著（p<0.0001）。P8805 成为最易感的杂交种，Pf达到 28426 PNC/kg 土壤 + 根；P1613 的侵染水平最低。Rf范围在 18.4（P1613）至 37.5（P8805）之间，且随着时间推移，线虫向根组织迁移的趋势明显，根定植率增加。同样根据种群密度比，杂交种被分为不同的抗性类别。
- 实验 3：PNC 的致病性和危害水平
- 线虫繁殖：研究发现，不同接种水平下，三种玉米杂交种（P8500、P8666、P9127）的线虫繁殖存在显著差异（p<0.0001）。根和土壤中的线虫数量均随接种密度增加而增加，Rf在各处理间保持较高水平且无显著差异，但线虫在根和土壤中的分布模式随接种压力变化。最终线虫种群数量与接种水平呈强正相关，P9127 在最高接种水平下支持的线虫种群数量最多。
- 危害水平：PNC 对玉米植株的生长参数产生了显著影响（p<0.05）。根干重受杂交种和接种水平影响显著，P9127 的根干重减少最多（29 - 42%）。虽然茎干重和株高的变化在统计学上不显著，但受侵染植株的茎干重和株高均低于对照组，表明 PNC 主要影响地下生物量。
综合以上研究，该实验全面评估了 15 种商业玉米杂交种对 PNC 的抗性，明确了不同杂交种的抗性差异，为玉米育种提供了重要的参考。研究还发现，线虫繁殖随时间增加，杂交种对 PNC 的敏感性也随种植时间延长而增加。这一成果有助于制定更有效的线虫管理策略，为减少玉米因线虫危害造成的产量损失提供了科学依据。然而，研究也存在一定的局限性，如使用混合种群的 PNC 可能导致结果的变异性，未来还需开展更多针对单一线虫物种的研究，以及在田间条件下验证这些结论。但不可否认的是，这项研究为玉米抗线虫研究开辟了新的道路，为农业生产的可持续发展提供了有力支持。
