根结线虫形态鉴定特征英文

根结线虫形态鉴定特征英文

根结线虫可以广泛分布在在世界上，包括单叶植物、叶脉植物、草本植物和木本植物。它对经济有显著的影响。尤其是在亚热带、亚热带和温带地区，根结线虫是主要的食粮植物、蔬菜、果树和观赏植物。目前世界上报道的种(有效种)有81个,但南方根结线虫M.incognita、爪哇根结线虫M.javanica、花生根结线虫M.arenaria和北方根结线虫M.hapla等4种线虫是优势种,广泛分布在世界各地。由于根结线虫分布广、为害大,许多植物线虫学家致力于根结线虫及其病害的研究。分类研究是根结线虫研究的基础,已有上百年历史,其依据和手段有了很大的发展。1根结线虫的形态鉴定特征根结线虫有三种可鉴定的虫态—雌虫,雄虫和二龄幼虫,Hirschmann(1985)对各虫态的鉴定特征进行了比较详细的论述,作者(1999)在博士论文中对根结线虫的形态鉴定特征进行了简单的分析。1.1只使用体虱1.1.1两性根结线虫内的变异多数根结线虫的虫体为梨形,颈和会阴区与虫体的纵轴同线。但在一些种内,雌虫为卵形,有一个明显的后部突起,颈与体纵轴成一角度。不过在同一种根结线虫内,由于受寄主植物、生育时期等因素的影响,雌虫虫体的变异较大。作者(1999)认为,在鉴定中雌虫虫体能起到一定的辅助作用,例如4种最常见根结线虫中北方根结线虫雌虫颈部通常较短,而爪哇根结线虫的通常较长。1.1.2特征性阴纹t对于大多数根结线虫而言,雌虫最重要的鉴定特征是虫体后部的会阴花纹。这个区域包括被皮层褶或线纹包围的尾端、侧尾腺(开口)、侧线、肛门和阴门。在同一种内,不同个体和群体的会阴花纹有一定变化,但在一个相当长的培养阶段,其基本特征不会显著改变,即一个种的特征性会阴花纹决不会转变为另一个种的特征性会阴花纹。会阴花纹的性状包括会阴花纹的形状(环形,卵形,梨形等),侧线的有无,尾端刻点的有无,线纹的组成(平滑,连续,断断续续,波状,锯齿形等),线纹是否在一侧或两侧形成翼等。种或群体之间在阴门,肛门,尾端和侧尾腺口的相对位置上也可能存在显著的差别,这些特征可通过侧尾腺口之间的距离,肛门和尾端之间的距离,肛门到阴门中央的距离体现出来。会阴花纹的特征性状在光学显微镜(LM)下便能被很好地揭示出来,借肋扫描电子显微镜(SEM)对会阴花纹的表皮结构将看得更加清楚。除了相当大的个体变异外,往往很难准确描述一个群体的会阴花纹的各种特征。作者(1999)研究发现,对于一些根结线虫而言,会阴花纹是最重要的鉴定特征之一,而对于另一些根结线虫,会阴花纹在鉴定中只能起到辅助作用。1.1.3形态鉴定的数据包括口针形态和长度两个方面。口针的形态包括锥体、基杆和基球的形状。基球的形状及其与基杆的连接方式尤其重要,而基球形状大体上可由口针基球的宽高之比反映出来。尽管在一些种内口针长度有变化,但在鉴定中它是重要的形态测量数据。作者(1999)认为,不同的种在口针形态上有差异,但有些种之间差异较小,而且有时在同一种内存在较明显的变异,因此,雌虫的口针形态只是一个次要的鉴定特征,使用时应观察大量的个体并从总体上把握。背食道腺开口到口针基球的距离(DGO)种内变化幅度大,群体内也可能有变化,但在鉴定中有一定的价值。作者(1999)认为,雌虫的DGO值在种内和群体内都不稳定,而且种间差异不大,因此在种类鉴定中作用有限。1.1.4排水孔的位置尽管这个特征在群体和种内不很稳定,但在区分一些种时可能有用。它可以用排泄孔和头端之间的环纹数或距离表示。1.1.5繁殖宿主的距离及中摄食球的大小在一些种间,中食道球及其瓣门的长和宽存在一些差异,在种类鉴定中可起到一定的作用。作者(1999)认为,雌虫头端到中食道球的距离以及中食道球的大小这2个特征在一些种间差异不明显,而且在观察时中食道球的位置常发生变化(通常向后移),而中食道球有时被压扁,从而使测量结果不准确。因此,它们在种类鉴定中几乎没有价值。1.1.6lm下的观察一些种在雌虫头部形态上存在一些差异,这些差异在LM下往往看不清,必须借助SEM才能观察到。然而,雌虫头的形态可受生长时期、环境因子和标本制备方法等的影响,因此,在实际鉴定中的作用有限。1.2网格化和收索单种鉴定1.2.1虫体长度由于在其发育进程中所处环境条件的变化,雄虫虫体大小的变化很大,因此测量数据有较大的变异系数,故在鉴定中作用不大。1.2.2排泄孔的位置通常表示为排泄孔和头端之间的距离及其与虫体长度之比,有时也表示为排泄孔和头端之间的体环数。这个性状在种内变异很大,作为鉴定特征价值有限。但SEM下看到的排泄孔的表面结构特征在鉴定中可能有用。1.2.3侧区一些研究者认为侧线和网格化情况在LM下能看清,是相当稳定的种的鉴定特征。然而,既使在同一个标本中侧线的数目在虫体不同的部位有变化,网格化也是如此。因此,网格化和侧线数目只是在有些情况下具有鉴定价值。1.2.4头小体和半月体的位置这些特征在LM下不容易观察到。有人报道一些种类之间头小体的位置有差异。对于大多数种,半月体位于排泄孔前,但在少数种内位于排泄孔之后,这些差异可能在鉴定中有价值。1.2.5中食道球在鉴定中意义不大,但有些时候中食道球宽度和瓣门的长度有一定的参考价值。1.2.6头冠和头区有些重要的头部特征在LM下显而易见,如头冠大小、高度、形态和斜度,头环的数目和头区相对于第一条体环的宽度,头区与虫体的连接情况(即缢缩还是连续)等,在鉴定中有较大的作用。如果借助电子显微镜,则能从头冠和头区上得到对鉴定更有价值的信息。作者(1999)认为,除个别种外,雄虫头冠和头区形态是最重要的鉴定特征之一。1.2.7口针在种类鉴定中口针的形态有很大的作用。不同的种在锥体、基杆和基球的大小和形状上可能存在一定的差异。口针的形态特征在LM下便能观察到,但在SEM下会观察得非常清楚。在根结属内,口针长度的差异幅度大(16~27μm),但种内变异系数小,因此是最重要的鉴定特征之一。在有些种内雄虫口针锥体很短,口针锥体长度及其与口针长度之比在对这些种的鉴定中是有用的。口针基球的宽度和高度是有变化的,只对具大口针基球的种的鉴定有用。作者(1999)认为,在大多数情况下,雄虫的口针形态是一个重要的鉴定特征,但对于种内变异较大的种类(如花生根结线虫),雄虫口针形态在鉴定中的作用具有很大局限性。1.2.8DGO通常情况下种内变异较大,只是在少数情况下在鉴定中有价值。1.3二年级幼虫1.3.1龄幼虫总体长和总物样的比较根结线虫属内变化幅度小(M.spartinae除外),但相对而言,种内变异较大,许多种的测量数据明显地重叠,而同一种内不同群体间也存在差异,因此,二龄幼虫的体长在鉴定中作用不大。1.3.2侧区对于一些种侧线数目和网格化情况是不同的,但对另一些种(包括四种最常见的根结线虫),侧区在鉴定中毫无用处。1.3.3调节的种如同在雄虫中,半月体的位置是一个比较有用的特征。在大多种内,它位于排泄孔的稍前方,但在一些种(如M.ardenensis,M.graminis)中,它位于排泄孔之后。1.3.4圆形环纹的数目不同的种在头部形状上存在细微差别,有的为近方形,有的为圆形,头冠的大小也有变化。在一些种内头区上有环纹,而在另一些种内则无环纹,这些在LM下可观察到。不过,头区环纹的数目不易确定。借助SEM能从头部获得对鉴定有用的大量信息。1.3.5针基球的形状口针的形态是特征性的,种和群体间的区别主要在于基球的大小和形状以及基球与基杆的连结方式(即突然缢缩还是逐渐融合)。口针基球的形状有圆形,后斜,前平或侧向拉长等。将口针解剖出在SEM下能更加清楚地观察到口针的形态特征。在鉴定四种最常见根结线虫中,二龄幼虫的口针长度作用有限。但由于它在种内的变异小,在区分那些特殊的或不常见的种时可能非常有价值。不过,二龄幼虫口针锥体前端非常细,不易看清,很难测量固定后标本中的口针长度,因此,一般需要测量口针基球末端到头前端的距离。1.3.6dgo是dgo在测定第一代昆虫方面的一个重要特征但作者认为,它在根结线虫的常规鉴定中作用不大。1.3.7根结线虫属性的分类尾的长度在种间变化大但在种内变异小,因此是最有用的测量数据之一。尽管在一些种内尾透明末端较短而在另一些种内较长,但它在大多数种内变异很大。c值、肛门处体宽、尾长与肛门处体宽之比(d)也是重要的特征。尾的形状是最有用的定性性状,种内变异不大。Jepson(1987)根据二龄幼虫尾的长度,尾透明末端的长度和尾的形状将根结线虫分为12个组。作者(1999)认为,尾部有时是非常重要的鉴定特征(如M.graminicola的二龄幼虫的尾部),但有时作用非常有限(如最常见的四种根结线虫,其二龄幼虫的尾部形态种内变异大,种间不易区分)。2其他常见的根结线虫表型早在1971年,Dickson等人利用圆盘电泳分析了四种最常见根结线虫及其它几个属线虫的几种脱氢酶和水解酶的酶型,发现不同属间差异明显,而且4种最常见根结线虫在酯酶酶型上有区别;酶的表型在群体间稳定,不受寄主植物的影响。他们还以酶型为基础,绘制了四种根结线虫的系统发生树状图。Husseyetal.(1972)应用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了南方根结线虫和花生根结线虫的8种酶的表型,发现两种根结线虫具有各自特征性的酯酶和苹果酸脱氢酶表型,过氧化物酶和磷酸甘油脱氢酶因寄主植物的不同有变化。Esbenshade&Triantaphylou(1985)对16种根结线虫和几个未鉴定种的291个群体的酯酶(EST)、苹果酸脱氢酶(MDH)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)的表型进行了分析,共发现EST常见表型6种,少见表型13种,MDH表型8种,SOD表型6种,GOT表型6种。他们还发现,4种酶的表型不受寄主植物的影响。他们指出,在种类鉴定中,酯酶是最有价值的一种酶。1987年,Esbenshade&Triantaphyllou分析了包括4种最常见根结线虫在内的10种根结线虫的27种酶的谱带类型,共获得184条酶带。他们还估计了每两个种之间的酶距离(Enzymaticdistance,ED)和相似系数,建立了系统发生的树状图。结果表明,无性生殖的M.arenaria,M.microcephala,M.javanica和M.incognita具有共同的谱系,M.arenaria存在高度的多型现象,而M.javanica和M.incognita同一种内的多数群体存在单型现象。M.hapla的有丝分裂类型和减数分裂类型非常相似,说明无性生殖的B小种刚刚从减数分裂的A小种进化而来。而另外5种减数分裂的种(M.chitwoodi,M.graminicola,M.graminis,M.microtyla和M.naasi)相互之间以及与有丝分裂的种之间亲缘关系都较远。Esbenshade&Triantaphyllou(1990)讨论了根结线虫的生物化学研究的历史和现状,并在一个图中列出了4种最常见种和另外4种重要种(M.chitwoodi,M.naasi,M.exigua和M.graminicola)的酯酶(EST)和苹果酸脱氢酶(MDH)的谱带类型。再一次强调了酯酶在根结线虫种类鉴定中的重要作用。通过酯酶能很容易地将一些种类区分开;对于酯酶表型相同的种,再分析其苹果酸脱氢酶等次要酶的表型,往往都能得以准确鉴定。此外,以电泳为基础的同工酶表型分析在根结线虫群体的纯度鉴定以及群体的动态研究中也有很大的作用。随着电泳技术的发展,酶表型分析在根结线虫分类中的应用越来越广泛。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳,可显示来自单个根结线虫雌虫蛋白质提取物的2种或更多种酶的表型。电泳时制样简单,电泳结果基本不受环境条件(例如寄主植物)的影响,谱带类型一般不复杂,分析起来容易,可操作性强,这些均为根结线虫的同工酶表型分析创造了有利条件。在我国胡凯基(1988)利用酯酶电泳成功地区分了M.hapla、M.javanica、M.arenaria和M.enterolobii。赵洪海(1999)分析了根结线虫7种30个群体的酯酶、7种22个群体的苹果酸脱氢酶、6种20个群体的超氧化物歧化酶和6种19个群体的过氧化氢酶的谱带类型,研究结果表明,酯酶是最有价值的一种酶,其次是苹果酸脱氢酶和超氧化物歧化酶,而过氧化氢酶的作用非常有限。国内还有不少研究者将同工酶表型分析用于根结线虫的种类鉴定。总之,同工酶表型高度可靠,且可用于单个雌虫的种的鉴定,在根结线虫常规的种类鉴定中非常有用。不过同工酶电泳不能用于单个二龄幼虫,即用来分析的标本必须含有年轻健康的雌虫,才能保证鉴定的成功性。在实际生产中,土样通常只含有幼虫和卵,同工酶分析前必须进行繁殖以获得雌虫。3种植物的鉴别种许多根结线虫对寄主植物有一定的选择性。尽管4种最常见根结线虫的寄主范围相当广泛,但仍可以用一套鉴别寄主将其区分开(Hartman&Sasser,1985)。这套鉴别寄主包括6种植物,它们是:烟草NC95,棉花Deltapine16,辣椒CaliforniaWonder,西瓜CharlestonGray,花生Florunner和番茄Rutgers。用这6种植物不但可以将4种线虫区分开,还能在南方根结线虫内鉴定出4个生理(寄主)小种,在花生根结线虫内鉴定出2个小种。不过鉴别寄主试验在实际鉴定中的作用有一定的局限性,这是因为:①鉴别寄主试验必须以形态学鉴定为基础;②不能用于混合群体的鉴定;③不能用于4种最常见根结线虫以外的种的鉴定;④工作量大,需要时间长。有的研究者甚至声称在寄主范围上,根结线虫的种内变异相当大,鉴别寄主试验在鉴定中几乎没有利用价值(Netscher&Taylor,1979)。4根结线虫细胞的数目及形态观察Triantaphyllou等学者对根结线虫的细胞遗传学进行了深入细致的研究,发现经过漫长的进化过程,根结线虫的细胞遗传学变得很复杂。对染色体染色后,观察和分析其数目和形态,能在一定程度上提供有关线虫种类的信息。不过多数根结线虫种的染色体数目基本相同(即存在不同种间的重叠问题),形状为简单的椭球形或卵形,因此在染色体数目和形状上很难将其区分开;另外在操作上难度大,在分类上难以应用。5pcr和多聚酶链式反应人们利用DNA标记(Chaconetal.,1991;Hymanetal.,1991;Piotteetal.,1992;Poweretal.,1993)、限制性片段长度多态性(RFLPs)(Curranetal.,1986;Garateetal.,1991;Carpenteretal.,1992;Cenisetal.,1992)、多聚酶链式反应(PCR)(Harrisetal.,1990;Poweretal.,1993;Zijlstraetal.,1995)、随机扩增多态性DNA(RAPD)(Cen