东北地理所在线虫与植物早期互作研究领域取得重要进展

在线虫与植物早期互作过程中，植物寄生线虫通过化学感受作用识别寄主植物的化学信号, 揭示线虫感知寄主释放化学信号的分子机制有助于理解植物线虫识别寄主的行为特征，为进一步从线虫生活史的特殊阶段挖掘新的防治技术提供重要理论基础。

东北地理所农田有害生物控制学科组利用模拟土壤三维透明的Pluronic胶系统开展了大豆孢囊线虫（SCN）和根结线虫（RKN）对植物根的趋化性研究，通过两种线虫对三种不同寄主特性的植物（大豆、辣椒和万寿菊）的三种组织材料（植物活体根尖、根的提取液及根的渗出液）趋化性研究，结果表明三种植物的活体根尖能够吸引广寄主的根结线虫，而只有大豆吸引窄寄主范围的大豆孢囊线虫（图1），说明了线虫对寄主的特异性识别；然而根的提取物和渗出物确对大豆孢囊线虫有很强的吸引能力，但对根结线虫是排斥的（图2），说明植物根提取物和渗出物的组分和活体根相比已经改变。这个发现颠覆了长期以来线虫学家们认为线虫对根的渗出物或者提取物和活体根尖趋性应该表现出一致性的观点，因此在比较植物对线虫的吸引效果时应该考虑所利用的植物组织材料。进一步利用反相高压液相色谱柱分离根系分泌物，通过检测对线虫的反应发现极性小的组分对大豆孢囊线虫具有很强的吸引作用，但对根结线虫具有很强的排斥作用（图3），并且线虫对根渗出物和根提取物分离组分的趋性也有差异，而这些组分是为进一步挖掘天然的化学杀虫剂奠定一定的理论和应用基础。该研究由东北地理所王从丽研究员和美国农业部Edward Masler研究员合作共同完成的。成果发布在国际期刊Plant Disease（2018）。

该研究得到中国科学院的“百人计划”人才项目和国家自然科学基金项目（31471749）资助。

论文信息和链接：C Wang, EP Masler and ST Rogers. 2018. Response of Heterodera glycines and Meloidogyne incognita infective juveniles to root tissues, root exudates, and root extracts from three plant species. Plant Disease, https://doi.org/10.1094/PDIS-09-17-1445-RE.

图1线虫对植物活体根尖的趋化性

图2 线虫对不同剂量植物根渗出物的趋化性（图中虚线是对照位置）

图3线虫对植物根渗出物RP-HPLC分离组分的趋化性；辣椒（AB）、大豆（CD）和万寿菊（EF）