近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所植保研究室病害課題組首次鑒定刺角瓜根系揮發(fā)物，并研究部分根系揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)線蟲(chóng)的生物學(xué)活性。在受刺角瓜天然根系揮發(fā)物的影響下，研究人員觀察黃瓜對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)侵染的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)刺角瓜根系揮發(fā)物具有潛在的防控根結(jié)線蟲(chóng)的應(yīng)用價(jià)值，為創(chuàng)新綠色防控技術(shù)提供了天然先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)依據(jù)。相關(guān)研究成果以“Negative regulation of root-knot nematode parasitic behavior by the root -derived volatiles of the wild relatives Cucumis species Cucumis metuliferus CM3”為題，在TOP期刊Horticulture Research 在線發(fā)表。

      據(jù)研究人員介紹，南方根結(jié)線蟲(chóng)（Meloidogyne incognita）是危害黃瓜等葫蘆科作物的主要寄生線蟲(chóng)之一。隨著全球氣候變暖及設(shè)施栽培面積的增加，其危害的面積也在不斷擴(kuò)大。南方根結(jié)線蟲(chóng)會(huì)導(dǎo)致瓜類減產(chǎn)20%，甚至絕收。但在栽培黃瓜中并沒(méi)有鑒定出抗南方根結(jié)線蟲(chóng)的材料，這就給相應(yīng)的抗性育種工作帶來(lái)了巨大困難。刺角瓜（Cucumis metuliferus）是重要的黃瓜野生抗性資源。目前，針對(duì)刺角瓜抗南方根結(jié)線蟲(chóng)的機(jī)制研究很少，不利于該抗性資源的利用。

      該研究利用刺角瓜抗性材料CM3為材料，黃瓜（新泰密刺，XTMC）為對(duì)照，鑒定兩者的根系揮發(fā)性物質(zhì)。比較之后，確定刺角瓜CM3根系中含有18中特有揮發(fā)性物質(zhì)。研究人員進(jìn)一步對(duì)部分特有物質(zhì)進(jìn)行趨化性及殺線蟲(chóng)活性的檢測(cè)（結(jié)果如圖1所示）。（甲氧基甲基）苯對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)有明顯的趨避作用、但并不具備殺線蟲(chóng)活性。甲酚和順-2-戊烯-1-醇隨著濃度的提高，殺線蟲(chóng)能力增強(qiáng)。該研究還利用自行設(shè)計(jì)的雙層栽培試驗(yàn)裝置，檢測(cè)了刺角瓜天然根系揮發(fā)物的作用。與對(duì)照相比，受到刺角瓜根系揮發(fā)性物質(zhì)影響的黃瓜對(duì)線蟲(chóng)的抗性增強(qiáng)（圖2）。這部分結(jié)果為利用刺角瓜根系揮發(fā)物綠色防控根結(jié)線蟲(chóng)打下基礎(chǔ)。

圖1. 刺角瓜根系揮發(fā)性化合物鑒定及部分物質(zhì)生物學(xué)活性的檢測(cè)。

a 刺角瓜（CM3） 根系揮發(fā)性物質(zhì)氣相色譜圖。 1-18代表僅刺角瓜根中鑒定出的化合物。橙色標(biāo)注的三種物質(zhì)用于后續(xù)的試驗(yàn)b 南方根結(jié)線蟲(chóng)對(duì)不同濃度的（甲氧基甲基）苯、甲酚和順-2-戊烯-1-醇的趨化性測(cè)定。 C 不同濃度的 (甲氧基甲基)-苯、甲酚和順-2-戊烯-1-醇的殺線蟲(chóng)活性檢測(cè)。

圖2 刺角瓜天然根系揮發(fā)物對(duì)黃瓜受到南方根結(jié)線蟲(chóng)侵染時(shí)的影響

a雙層盆栽裝置示意圖； b 接種后 20 天后，處理組和對(duì)照組上層營(yíng)養(yǎng)缽中黃瓜幼苗根系的根結(jié)數(shù)和根系鮮重的統(tǒng)計(jì)； c 接種后 20 天后，處理組和對(duì)照組上層營(yíng)養(yǎng)缽中黃瓜幼苗根系發(fā)病狀態(tài)。

      該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金資助(NO. 31571996)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2017YFD020060, 2018YFD0201204)、中國(guó)農(nóng)科院知識(shí)創(chuàng)新工程項(xiàng)目（CAAS-ASTIP-2017-IVF)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-23)、海南崖州灣種子實(shí)驗(yàn)室揭榜掛帥項(xiàng)目等資助。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所博士生謝笑笑與凌鍵副研究員為共同第一作者，謝丙炎研究員和顧興芳研究員為共同通訊作者。茆振川研究員，李彥研究員，趙建龍助理研究員，楊宇紅研究員，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)李炎林副教授與劉明月教授參與了部分工作。

論文鏈接：https://doi.org/10.1093/hr/uhac051

（宣傳信息員：趙建龍）