什么是植物线虫学?
冯志新、高学标
植物寄生线虫及其生物学特性、发生规律、影响因素和病害防治的研究。它是动物学和植物病理学的一个分支和边缘学科。
研究内容
植物线虫学的研究内容广泛,主要总结了以下几个方面:①植物线虫的形态、结构和功能;②植物线虫的分类;③植物线虫的遗传、变异和进化;④植物线虫的行为、生长、发育、繁殖和衰老等生物学特性;⑤线虫与寄主植物的关系、致病和抗病因素及机制;⑥植物病害系统中线虫与真菌、细菌和病毒的关系和相互作用;⑦植物线虫的生态学、种群动态及影响因素;(8)植物线虫病的发生流行规律、影响因素及防治。
相关学科
线虫的研究领域不仅包括植物线虫学,还包括人和动物的寄生线虫学,昆虫寄生线虫的昆虫学,以及以真菌和细菌为食的土壤、淡水、海洋线虫和自由生活线虫的研究。此外,植物线虫学与植物学、土壤学、真菌学、细菌学、病毒学、植物病理学、动物学、昆虫学、作物栽培学、作物育种学、生态学、遗传学、生理学、生物化学、分子生物学和方法论等其他生物学学科密切相关。
发展简史
植物线虫学是自然科学中一门年轻的学科,萌芽于18世纪中期,经历了学科形成和学科发展成熟两个阶段。
第一阶段,18世纪中叶至20世纪中叶。这一阶段主要是寻找和描述与植物相关的线虫种类,对已知的单个重要病原线虫进行传统的农业防治。1743年,李约瑟发现了小麦线虫,这是最早的植物线虫记录。1855在英国M.J.Berkeley的温室里种植的黄瓜上发现了根结线虫。随后,发现了茎线虫和甜菜胞囊线虫。用二硫化碳(CS2)处理土壤是最早有效控制线虫的化学方法。1865年,Bastien出版了鳗科的专著,描述了100多个新物种。这篇论文被认为是植物线虫学发展的第一个里程碑。Boetes Klee (O.Bütschli,1873)、De Man (J.G.de Man,1876)和Orle (L.Orley,1880)在形态学和分类学方面都有杰出的研究。
20世纪初,欧洲和北美建立了专门的线虫研究实验室。贝克(A.D.Baker)、古迪(T.Goodey)、斯特科霍夫(J.H.Schuurman Stekhov)、菲利波耶夫(I.N .)和科布(N.A .)分别在加拿大、英国、荷兰、前苏联和美国建立了线虫研究实验室。其他代表还有奥地利的H.Micoletzky A.G.Fuchs、比利时的L.de Coninck和德国的H. Gof-Goffart,他们主要研究线虫的形态结构和描述新的物种,并发展了一些有效的防治方法。代表作有T. Goody的《植物寄生线虫及其引起的病害》(1933)。I.N. Philippe Teff的线虫对农业自然的有害和有益,1941年J.H.S Stecko Hoff翻译并出版了Philippe Teff的书《农业蠕虫学手册》。这一时期植物线虫在分类、生物学和致病性方面的丰富内容,为现代植物线虫学的加速发展奠定了基础。
第二阶段是随着研究领域的扩大和研究内容的深入,逐步形成植物线虫学体系。20世纪40年代,美国纽约长岛发现马铃薯金线虫,受到联邦和地方政府的高度关注。在1943中,美国人W.Carter发现D-D混合物(二氯丙烯和二氯丙烷的混合物)是一种安全、经济、有效的熏蒸杀线虫剂。到了20世纪50年代,杀线虫剂的生产和应用发展迅速,逐步发展出接触杀线虫剂和内吸杀线虫剂。另一个重要发现是在1944年,J.R.Christie和F.E.Albin发现根结线虫存在生理小种。当时,所有的根结线虫都被放入了胞囊线虫属的海囊线虫中。根结线虫生理小种的确认,导致了1949年美国切伍德根结线虫的建立,并引起了人们对植物线虫寄主范围、抗病品种、细胞学和生物化学的研究。1948年,艾伦在加州大学正式开设了植物线虫学课程,其他大学也陆续开设了这门课程,培养了美国线虫学后来发展的领军人物。
自20世纪50年代以来,伞滑刃线虫、棘球绦虫和锥虫等外寄生线虫的重要性已被相互证实。另一个重大发现是证明根结线虫能增加烟草黑胫病等主要烟草病害的发病率,抗病品种因线虫的参与而失去抗性。近年来,对作物复合病害的研究非常活跃。1958年美国W.B.Hewitt等人证实标准剑线虫是葡萄扇叶病毒的传播媒介。加拿大W.B.Mountain在1955中设计了一种在无菌条件下培养线虫的方法,并用于研究线虫与烟草根腐病的关系。在荷兰,对马铃薯金线虫危害的研究导致了疫区国家马铃薯栽培体系规划,深入研究了线虫的种群动态及其对作物的影响。
1972年,菊宫和清远在日本发现了一种由松材线虫引起的破坏性松材线虫病,后来在美国等地发现,促进了森林线虫病的研究。
线虫学家之间的密切关系也促进了植物线虫学的发展。早在1910年,五位科学家就成立了华盛顿蠕虫学会。当时,在该学会出版的文献汇编中发表了许多线虫学各个领域的重要论文。欧洲线虫学家协会成立于1953,在荷兰出版了《国际线虫-gica》。1961年,美国线虫学家学会成立,线虫学杂志出版于1969年。1967年,美国热带线虫学家协会在美国成立,《Nematropica》出版。其他国家也成立了线虫学家协会,并出版了相应的期刊。自20世纪50年代以来,许多线虫学专著和教材相继问世。50-60年代的主要代表专著有:切特伍德等。(B.G .奇伍德&;M.B .奇伍德的《线虫学导论》;古迪父子(T . Goodey & ampJ.B.Goodey的土壤和淡水线虫(195l,1963);美国G.Thorne的《线虫学原理》(1961)等。最近的工作是英国的J.F .索西写的《植物和土壤线虫的实验室工作方法》( 1970,1986)。植物寄生线虫(1971)B . m . zucker-man等;加拿大J.M .韦伯斯特的《经济线虫学》(1972);J.F .索西的《植物线虫学》(1978);前苏联图拉加诺夫著《乌兹别克斯坦的植物线虫》(719652)(фтонематодыузбе)美国V.H.Dropkin著《植物线虫学导论》(1980,1989);W.R.Nikle的植物和昆虫线虫;Seddik的Tylenchida。植物和插入物的寄生虫;亚热带和热带农业中的植物寄生线虫。这些著作从不同方面系统总结了植物线虫的研究成果。
在1990之前,线虫的研究文献被收录在联邦农业局(c Ab)出版的《蠕虫学Ab-stract》中,1990年《蠕虫学Ab-Stract》由联邦农业局正式出版,标志着植物线虫学进入了一个全新的现代发展阶段。
在中国,1916,张祖春调查报道了麦粒线虫在京郊危害小麦和谷子,这是我国最早的植物线虫学研究。从20世纪20年代到40年代,主要研究小麦籽粒线虫病的分布、危害和防治。朱、简贤达等人于1939年首先研制出小麦线虫病筛选机,后加以改进并应用于生产,有效地控制了小麦粒线虫病的危害。从65438到0946,周证明了麦粒线虫是小麦穗部病害的传播媒介(小麦棒杆菌),对小麦穗部病害的防治具有重要意义。20世纪50-70年代,对花生根结线虫、水稻茎尖线虫、谷子线虫、甘薯根结线虫、甘薯茎线虫和大豆胞囊线虫的分布、危害、发生和防治进行了研究。此外,植物检疫部门和其他有关单位对花生根结线虫病、水稻茎尖线虫病、小麦籽粒线虫病和甘薯茎线虫病进行了检疫和防治。毕志树、李进主编的《植物线虫学》出版于1963,是我国第一本植物线虫学参考教材。20世纪80年代以来,我国植物线虫学发展迅速,水稻、花生、甘薯、烟草、大麻、大豆、谷子、柑橘、桑树、茶叶、蔬菜、药材、林木等线虫病研究取得可喜进展。许多省、地、县也开展了线虫病调查和防治工作,初步掌握了我国主要农作物线虫的种类和分布,发现了一系列新的线虫病,并对重要农作物线虫病进行了深入研究和有效防治,为我国进一步开展农作物线虫调查和有计划的线虫病防治奠定了基础。
文献学
毕志树,李进:植物线虫,农业出版社,北京,1963。
Zackerman B.M .,Mai W.F .和Rohde R.A .,植物寄生线虫第一卷形态学、解剖学、分类学和生态学,学术出版社,纽约和伦敦,1971。
植物线虫学导论。纽约,奇切斯特,布里斯班和多伦多,1980。