水稻灌溉区植物寄生线虫属级群落结构调查与地理分布特征——以巴西南里奥格兰德州为例

《Tropical Plant Pathology》:Occurrence and distribution of plant-parasitic nematodes in flooded rice-producing regions of Rio Grande do Sul, Brazil

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月04日 来源:Tropical Plant Pathology 1.9

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  水稻(Oryza sativa L.)是全球具有重要经济与社会意义的作物。巴西为世界主要产稻国之一,南里奥格兰德州(Rio Grande do Sul)贡献全国逾70%的产量;然而生物胁迫因子,尤其是植物寄生线虫(plant-parasitic nematod

  
水稻(Oryza sativa L.)是全球具有重要经济与社会意义的作物。巴西为世界主要产稻国之一,南里奥格兰德州(Rio Grande do Sul)贡献全国逾70%的产量;然而生物胁迫因子,尤其是植物寄生线虫(plant-parasitic nematodes, PPN),可能限制该州各产区的稻作生产。研究人员于该州不同区域灌溉稻田开展调查,旨在明确植物寄生线虫的发生情况与属级组成。研究共采集54份土壤—根系混合样本并进行线虫分离,依据形态学特征鉴定至属级,测算各区域的多样性、丰度与相对频率;属级组成差异采用置换多元方差分析(permutational multivariate analysis of variance, PERMANOVA)检验。结果显示,土壤与根系中植物寄生线虫属级组成在产区之间无显著差异(p > 0.05);在比较高、低排水能力土壤时,仅 Helicotylenchus 属丰度在低排水土壤中显著降低(p < 0.05)。研究检出6个与植物相关的线虫属:Meloidogyne、Hirschmanniella、Aphelenchoides、Pratylenchus、Helicotylenchus 与 Mesocriconema。其中 Meloidogyne 地理分布最广,见于全部采样市;其余5个属的发现表明,灌溉水稻中线虫复合群比既往认知更复杂。上述结果拓展了区域植物关联线虫的本底表征,强调在作物保护与监测中应对整体线虫组合开展监控。
论文解读:南里奥格兰德州灌溉水稻植物寄生线虫属级普查与群落特征
研究背景与问题提出
水稻是南美洲与巴西农业体系中的核心粮食作物,南里奥格兰德州承担全国约70%水稻产出,主要依托低地淹水灌溉系统。已有文献表明,水稻可受超过35个属、130种线虫侵染,其中根结线虫(Meloidogyne,一类诱发根部根结畸形的植物寄生线虫)、白尖线虫(Aphelenchoides besseyi)及 Hirschmanniella 等在特定栽培制度下可造成显著减产。但在巴西南部淹水灌溉稻田中,除 Meloidogyne 复合群外,整体线虫属级谱系、区域分异及土壤排水条件对群落的影响长期缺乏系统本底数据。此前研究多聚焦单一物种或局部点位,难以支撑区域化监测与防控决策,因此有必要在多个产区同步开展属级普查。
研究人员以2022/2023生长季为窗口,在州内六大水稻产区布设54块灌溉田采样,通过土壤与根系联合提取、形态学属级鉴定及多变量统计分析,回答三个问题:哪些属广泛存在;产区之间组成是否分化;排水能力是否筛选特定类群。
主要技术方法概述
研究人员于六大产区以之字形布点采集复合样本,每点整合三份亚样,获得约500 g土壤与100 g根系;根系经粉碎、过筛与蔗糖离心浮选(sucrose centrifugation,利用密度差分离线虫与有机质碎屑),土壤经离心浮选分离。线虫以热固定与Golden 2X保存液固定,在倒置显微镜下依形态学特征鉴定至属级,并计数求密度。群落分析采用Bray–Curtis相异矩阵、非度量多维标度(non-metric multidimensional scaling, NMDS)与PERMANOVA;土壤按排水能力归为水成低地组与过渡/好气组,以Kruskal–Wallis检验比较丰度,气候变量通过积温(growing degree-days, GDD)与降雨量在R环境中做Spearman相关。
研究结果
样本与 abiotic 特征
61.12%样点为硝化平面砂质土(Nitric Planosol,典型低地滞水剖面)。各区积温与降雨有数值波动,但仅 Mesocriconema 丰度与平均积温显著正相关(R2=0.92, p=0.007);排水分组中仅 Helicotylenchus 丰度差异显著,低排水组中位数低于过渡组。
线虫属检出与分布
共检出6属:Meloidogyne、Hirschmanniella、Aphelenchoides、Pratylenchus、Helicotylenchus、Mesocriconema。Meloidogyne 在29/30市出现,市域扩散最广;Helicotylenchus 见于19市,Hirschmanniella 与 Aphelenchoides 各17市,Pratylenchus 14市。Central Region 在土壤与根系中均呈现 Meloidogyne、Hirschmanniella 等高丰度集中。
群落结构分析
NMDS 显示各产区样本高度重叠,PERMANOVA 表明根系(p=0.9593)与土壤(p=0.7514)中属级组成均无区域分化。原因可能与统一淹水环境构成生态过滤有关,但管理细节未纳入直接检验。
讨论与结论翻译
讨论指出,Pratylenchus、Helicotylenchus、Mesocriconema 等传统认为偏旱稻的属在淹水田出现,可能借落干期、田埂非淹水生境与杂草寄主维持种群,但本研究未量化该机制。属级鉴定限制了对物种身份与致病力的判断,然而 Meloidogyne 广布本身已具预警价值。
结论:在南里奥格兰州灌溉稻区,上述六属广泛分布且无明显区域分化;Meloidogyne 虽扩散最强,但其余五属证明线虫组合远超根结线虫单一类群。结果为区域线虫本底提供基线,表明监测项目应将整个线虫组合纳入作物保护框架。
意义总结
该研究把南部巴西淹水稻线虫认知从“单一优势属”推进到“多属共存复合群”,为后续种级鉴定、排水管理优化与田埂杂草治理提供了采样基线与统计证据链。
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