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松材線蟲
來源:互聯(lián)網(wǎng)

松材線蟲(食蟲類:Bursaphelenchus xylophilus),是滑刃科傘滑刃屬動物。松材線蟲雌、雄蟲都呈蠕蟲形,蟲體細長,長1毫米左右。唇區(qū)高,縊縮顯著;口針細長。雌蟲陰門開口于蟲體中后部73%處,上覆以寬的陰門蓋,尾亞圓錐形,少數(shù)有微小的尾尖突;雄蟲交合刺大,交合刺遠端膨大如盤,尾似鳥爪,交合傘在尾端呈鏟狀。

松材線蟲原產(chǎn)北美,目前分布于美國、加拿大、墨西哥、韓國、日本、葡萄牙、西班牙等多個國家。松材線蟲棲息于森林、風(fēng)景區(qū)中的松樹體內(nèi)的樹脂道里;其植物寄主主要是松屬植物,如北美短葉松(Pinus banksiana),還可寄生非松屬的其它針葉樹,如香脂冷杉(Abies balsamea)。

松材線蟲是一種入侵物種,是一種世界性檢疫性線蟲。松材線蟲接觸和侵入寄主必須通過昆蟲介體攜帶傳播;會引起松樹發(fā)生松材萎蔫病而后整株枯死,該病是林業(yè)生產(chǎn)的一大威脅,可從預(yù)防線蟲對松樹的侵染和消除傳病介體兩方面來防治此病。

形態(tài)特征

松材線蟲雌、雄蟲都呈植物病原線蟲形,蟲體細長,長1毫米左右它的唇區(qū)高,縊縮顯著;口針細長,其基部微增厚;半月體在排泄孔后約2/3體寬處。

松材線蟲雌蟲陰門開口于蟲體中后部73%處;上覆以寬的陰門蓋。雌蟲尾亞圓錐形,末端寬圓,少數(shù)有微小的尾尖突;雄蟲交合刺大,弓狀,成對,喙突顯著,交合刺遠端膨大如盤。雄蟲尾似鳥爪,向腹面彎曲,尾端為小的卵狀交合傘包裹,退化的交合傘在光學(xué)顯微鏡下不易看見,交合傘(尾翼)是尾的角質(zhì)膜的延伸,在尾端呈鏟狀,由于邊緣向內(nèi)卷曲,從背面觀呈卵形,從側(cè)面觀呈尖圓形。

松材萎蔫病病株中的松材線蟲幼蟲蟲體前部和成蟲相似,但其后部則因腸內(nèi)積聚大量顆狀內(nèi)含物,以至呈暗色并接結(jié)構(gòu)模糊;幼蟲尾亞圓錐形。

松材線蟲中食道球卵圓形,占體寬的2/3以上,瓣膜清晰;食道腺細長葉狀,覆蓋于腸背面;排泄孔的開口大致和食道與腸交接處平行。雌蟲卵巢單個,前伸;后子宮囊長190微米,約為陰肛距的3/4。

分布棲息

分布范圍

松材線蟲原產(chǎn)北美,東亞和歐洲部分國家也有分布;分布國家包括美國、日本、中國、朝鮮法國加拿大意大利德國等。

棲息環(huán)境

松材線蟲棲息于森林、風(fēng)景區(qū)中的樹木體內(nèi)的樹脂道里。

松材線蟲寄生的樹種主要是松屬植物,可寄生于70余種針葉樹,其中松屬植物57種,包括:北美短葉松(Pinus banksiana)、白皮松(P. bungeana)、加勒比松(P. caribea)、瑞士石松(P. cembra)、美國沙松(P. clausa)、扭葉松(P. contoria)、赤松(P. densiflora)、云南松(P. vunnanensis)等。松材線蟲還可寄生非松屬的其它針葉樹,如香脂冷杉(Abies balsamea)、北美云杉(P. pungens)、花旗松(Pseudotsuga mexzeizii)等。

生活習(xí)性

覓食行為

松材線蟲以真菌菌絲和松樹的細胞(愈傷組織細胞)為食。松材線蟲可食真菌種類較多,有灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、盤多毛孢(Pestalotia sp)、原根球殼菌(Rhizosphera sp)、長喙殼菌(Ceratocystis sp)、殼色單隔孢(Diplodia sp)、大莖點菌(Macroph-oma sp)等。

松材線蟲依靠寄主植物釋放的化學(xué)因子尋找食物,它和食物之間會發(fā)生分子識別反應(yīng)。松材線蟲在病樹中首先取食松樹細胞,并迅速繁殖,在病樹死亡后,它則以樹內(nèi)真菌等為食。

松材線蟲會通過口針分泌果膠酸裂解酶到寄主松樹組織內(nèi)部,促進果膠類物質(zhì)分解,以利于其取食。松材線蟲在取食松質(zhì)食物時口針外露,并用口唇反復(fù)多次接觸以選擇食物;與取食松質(zhì)食物不同,松材線蟲在取食灰葡萄孢(Botrytis cinera)的過程中,會先將身體移動到合適的位置,通過頭部伸縮將口唇對準(zhǔn)菌絲的橫切面,再用口針將菌絲送進口腔,表現(xiàn)出明顯的移動、定位、伸縮、取食和吞咽動作。

遷移行為

松材線蟲侵入松樹體內(nèi)初期,大多分布在侵入點周圍,幾乎不移動或移動較慢,隨后通過木質(zhì)部從樹脂道、木射線及管胞作垂直或水平方向的遷移;大概一天后,向深處移動,2~3天后,逐漸向主枝進行上下擴散。

重力會使松材線蟲向下運動。隨著溫度的升高其移動得更快;但當(dāng)45℃高溫時其運動會受阻。

趨光行為

松材線蟲不同發(fā)育階段的繁殖型幼蟲趨光性不同;繁殖期2齡幼蟲對短波長的藍光、紫光以及復(fù)合白色光源具有一定的趨向性,而繁殖期3、4齡幼蟲和成蟲對紫光卻表現(xiàn)出明顯的趨避性。與繁殖期4齡幼蟲不同,分散期4齡幼蟲對所有波長的可見光均表現(xiàn)出一定的趨避性,在一定程度上促進了分散期4齡幼蟲在寄主轉(zhuǎn)移過程中向松樹體內(nèi)移動。

蛹室效果

松材線蟲在天牛幼蟲作蛹時,會開始集合在蛹室的周圍,當(dāng)接近春天蛹做好時,在蛹室周圍的松材線蟲會更加集中。當(dāng)天牛化蛹后,擴散周期中的3齡幼蟲蛻皮成為擴散周期中的4齡幼蟲,一到天牛羽化的時期,擴散周期中的4齡幼蟲就離開蛹室壁,其常常出現(xiàn)在位于蛹室壁上的某種藍變菌子實體的突出部分上。天牛羽化后,松材線蟲開始向羽化的天牛成蟲體上移動,由天牛攜帶傳播。

剛羽化的媒介昆蟲表皮硬化前會產(chǎn)生一種長鏈蛔貳類物質(zhì)(Asc-C9)來引誘松材線蟲進入其氣管,松材線蟲即從死亡松樹轉(zhuǎn)移到媒介昆蟲身上。媒介天牛在取食補充營養(yǎng)和產(chǎn)卵過程中代謝和呼吸速率增加,導(dǎo)致其氣管內(nèi)二氧化碳含量升高,高濃度的二氧化碳能夠驅(qū)動松材線蟲從天牛氣管逸出,并通過媒介天牛在松樹上取食或產(chǎn)卵造成的傷口進入新的寄主松樹。

生長繁殖

交配

松材線蟲為雌雄異體。雌雄蟲會分泌性信息素引起異性產(chǎn)生趨向反應(yīng);這種性引誘方式對雌、雄蟲存在相互吸引的作用;在性別比例不平衡時,雌蟲和雄蟲都存在激烈的性內(nèi)競爭。松材線蟲的整個交配過程可分為搜尋、接觸、交尾和逗留4個階段,并進一步分解為逡巡、靠近、相遇、觸摸、卷曲、定位、固定、射精、解尾、靜止和徘徊等11個動作,整個過程持續(xù)80分鐘左右,平均交尾時長為23分鐘。

產(chǎn)卵

松材線蟲雌雄蟲交尾后產(chǎn)卵,雌蟲的產(chǎn)卵期為28天;每只雌蟲產(chǎn)卵約100粒;連續(xù)產(chǎn)卵需要重復(fù)受精卵。松材線蟲的卵呈圓滑透明的長圓形,長約60微米,寬約22微米。剛產(chǎn)下的卵,處于普通的未分裂的單細胞期,有時產(chǎn)下雙細胞期的卵。

生長發(fā)育

松材線蟲的發(fā)育溫度范圍為9.5~33℃,蟲卵在28℃以上繁殖會受到抑制,在高于33℃情況下,不能繁殖。在30℃時,松材線蟲3天即可完成1個世代;25℃下,一代需要4~5天;20℃下,需要6天;15℃下,則需要12天。松材線蟲在性別比(雌性雄性)為3.4:1時的繁殖成功效率最高,種群增長速度最快。

卵產(chǎn)下1小時后開始分裂,經(jīng)過9~12小時,繼續(xù)發(fā)育,到蟲體在卵殼內(nèi)成為三折的狀態(tài)時為止,大體上可看作1齡幼蟲。卵產(chǎn)下后19~24小時,在卵內(nèi)形成第2齡幼蟲。在卵產(chǎn)下后26~32小時(平均30個小時),第2齡幼蟲孵化。

松材線蟲有繁殖周期和分散周期,繁殖周期發(fā)生在生長季節(jié),連續(xù)重復(fù)出現(xiàn)卵、一至四齡幼蟲和成蟲,使其群體不斷擴大;分散周期涉及松材線蟲的休眠和傳播,也包括幼蟲和成蟲各蟲態(tài)。

松材線蟲繁殖周期和分散周期都有一至四齡幼蟲,其中兩個周期中的三齡和四齡幼蟲在形態(tài)特征上有所不同,而由這二種型幼蟲發(fā)育而成的成蟲在形態(tài)上沒有區(qū)別。繁殖周期中的三齡和四齡幼蟲,蟲體前部和成蟲相似,不見生殖器官,蟲體后部則因腸內(nèi)積聚大量顆粒狀內(nèi)含物,以致呈暗色,結(jié)構(gòu)模糊,尾亞圓錐形,末端圓形,或有難以看清的極短的尾尖突。分散周期中的三齡幼蟲是由繁殖周期中的二齡幼蟲蛻變而來,和繁殖周期中的三齡幼蟲比較,其角質(zhì)膜顯著增厚,體腔內(nèi)含物濃稠,腸內(nèi)積聚類脂小滴,是松材線蟲的休眠階段;分散周期中的四齡幼蟲是由分散周期中的三齡幼蟲蛻變而來,其蟲體除角質(zhì)膜較厚外,它沒有口針,食道退化,頭園丘形,尾端明顯指狀,蟲體體表還覆蓋保護性的膠粘物。

在氣溫較高的季節(jié),松樹體內(nèi)的松材線蟲大量繁殖,導(dǎo)致松樹很快死亡;秋末冬初,病死樹內(nèi)的松材線蟲已逐漸停止增殖,并且自然死亡;同時分散周期中的三齡幼蟲開始出現(xiàn)進入休眠階段,來年春季,當(dāng)媒介昆蟲將羽化時,它蛻皮后形成分散周期中的四齡幼蟲,即休眠幼蟲,由媒介昆蟲攜帶傳播。

雖然松材線蟲長期生活在樹體之內(nèi),但光照能夠顯著地抑制其個體發(fā)育,其中藍光的抑制作用最強,并顯著抑制其種群數(shù)量增長。

傳播入侵歷史

國際傳播史

松材線蟲是一種入侵物種。松材線蟲原產(chǎn)于北美洲,1934年在美國長葉松(Pinus palustris)原木內(nèi)首次發(fā)現(xiàn);1971年在日本通過接種證實松材線蟲是松樹發(fā)生枯萎的一種重要病原,美國、法國加拿大朝鮮、中國臺灣和大陸也陸續(xù)報道此病;美國在1979年第一次發(fā)現(xiàn)松材線蟲萎蔫病。在法國、加拿大、朝鮮、意大利德國等國家和地區(qū)也有發(fā)生的報道。

中國傳播史

20世紀80年代松材線蟲侵入中國香港;1982年,中國大陸首次在南京中山陵發(fā)現(xiàn)松材線蟲;其后短短的十幾年內(nèi),相繼在中國江蘇、安徽、山東省浙江省廣東省、湖北湖南、臺灣等省發(fā)生并暴發(fā)成災(zāi)。1986年是中國嚴重發(fā)生松材線蟲萎蔫病的年份,南京城郊和其遠郊縣枯死松樹高達21萬株以上,其中多數(shù)為松材線蟲萎蔫病病株。對比1982年南京僅發(fā)生枯死200多株,表明松材線蟲萎蔫病在中國蔓延迅速,在病區(qū)危害嚴重,是需要認真對待的一種植物線蟲病害。

到90年代,在安徽、浙江、山東和廣東等省均有發(fā)生報道,其中安徽省發(fā)展迅速,沿長江兩岸向西擴展已接近黃山,廣東省由原來局部發(fā)生的深圳市正向外蔓延,已引起各級政府和有關(guān)專家的極大重視。2003年松材線蟲在中國貴州省遵義縣和貴陽市小河區(qū)首次被發(fā)現(xiàn)。

物種危害

危害原因

在自然條件下,松材線蟲接觸和侵入寄主必須通過昆蟲介體攜帶傳播。能傳播松材線蟲的昆蟲有:松墨天牛(M. alternatus)、云杉花墨天牛(M. saltuarius)、卡羅來納墨天牛(M. catolinensis)、白點墨天牛(M. scutellatus)、增變墨天牛(M. mutator)和南美松墨天牛(M. titillator)等。

松材線蟲的侵入部位是在松樹傷口內(nèi)裸露的木質(zhì)部和皮層,該傷口便是天牛成蟲在補充營養(yǎng)時于松樹嫩枝上所造成的傷口。人工接種健枝,松材線蟲自接種點迅速轉(zhuǎn)移;接種的多數(shù)線蟲經(jīng)過皮層和木質(zhì)部的松脂管立即從傷口開始進入木質(zhì)部;接種3小時后在距離接種點內(nèi)方10厘米外即出現(xiàn)線蟲。

自然發(fā)生松材線蟲萎蔫病的樹種都屬于針葉樹,特別是松屬(Pinus),在這些自然發(fā)病樹種中,它們的抗病程度并不一致;在人工接種時,樹種抗病性可因供試苗(樹)的年齡,接種體來源以及接種條件等的不同而發(fā)生變化。該病的發(fā)生與氣候關(guān)系密切,較長時期的炎熱和干旱氣候有利病害的發(fā)生和傳播;該病一般在年平均溫度高于14°C的地區(qū)普遍發(fā)生,28~29°C的溫度能使松材線蟲的生長速率最大化,年平均溫度在10~12℃的地區(qū)松材線蟲能侵入,但不造成危害;低溫環(huán)境下,松材線蟲可在健康宿主(無癥狀攜帶者)中生存數(shù)年。該病發(fā)病率隨著海撥高度的增加而逐漸降低,海撥在700米以上便沒有危害。并且光照能夠抑制松材萎蔫病的發(fā)病進程。

主要危害

致病癥狀

松材線蟲會引起松樹發(fā)生萎蔫病,即松材萎蔫病,該病是林業(yè)生產(chǎn)的一大威脅。松材線蟲進入松樹木質(zhì)部后,寄生在樹脂道中,在大量繁殖的同時移動逐漸遍及全株,并導(dǎo)致樹脂道薄壁細胞和上皮細胞的破環(huán)和死亡,造成植株失水、蒸騰作用降低、樹脂分泌急劇減少和停止。而蒸騰作用的趨于平穩(wěn)會導(dǎo)致松材線蟲的數(shù)量增長,這種松樹在蒸騰作用減少數(shù)周后總會枯萎死亡。

松材萎蔫病病株的外部癥狀先是針葉失水,褪綠,繼則變褐,而后整株枯死,針葉呈黃褐色或紅褐色;在樹干上可觀察到天牛侵入孔或產(chǎn)卵痕跡,木材藍變,病葉在長時間內(nèi)可不脫落;在適合發(fā)病的夏季,絕大多數(shù)病樹從針葉開始變色至整株死亡約30天左右,但在氣溫低的地方如日本北部和高山地區(qū)發(fā)病時間拉長,不少病樹在第二年春季甚至夏季死亡,人工控溫可使發(fā)病推遲;此外,在不利發(fā)病條件下常可見到病樹局部性枯死。

影響

在70年代松材線蟲萎蔫病在日本嚴重發(fā)生,每年平均損失木材100多萬立方米,其中1979年年損失高達240萬立方米。美國1979年第一次發(fā)現(xiàn)松材線蟲萎蔫病,經(jīng)過2~3年,它已遍布美國的33個州;危害21種松樹、2種雪松、2種落葉松和2種云杉;到1988年,美國已查明松材線蟲遍布35個州。

松材線蟲侵入中國香港特別行政區(qū),幾乎毀滅了香港分布廣泛的馬尾松林,造成重大經(jīng)濟損失。2003年松材線蟲侵入中國貴州省,致播州區(qū)南白、石板、龍坑、鴨溪鎮(zhèn)4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)生面積579.93平方百米,共清理萎蔫和枯死松樹66568株;貴陽市小河區(qū)發(fā)生面積2平方百米,松樹全部伐除,共清理松樹6500株。

防治措施

防止松材線蟲萎蔫病可從預(yù)防線蟲對松樹的侵染和消除傳病介體兩方面考慮。

傳播源頭控制

松材線蟲是一種世界性檢疫性線蟲。為防止松材線蟲的擴展和蔓延,應(yīng)加強檢疫工作,嚴禁將疫區(qū)內(nèi)的病死木材及其制品外運和輸入無病區(qū)。檢驗中發(fā)現(xiàn)有攜帶松材線蟲的松木及包裝箱等制品,應(yīng)立即用溴甲烷熏蒸處理;或浸泡于水中5個月以上;或立即送工廠切片后用作纖維板、刨花板或紙漿等工業(yè)原料以及作為燃料及時燒毀。對利用價值不大的小徑木、枝等可集中燒毀,嚴防遺漏。

傳播媒介干預(yù)

林地清理,砍除和燒毀病樹和垂死樹,清除病株殘體,設(shè)立隔離帶,以切斷松材線蟲的傳播途徑;通過化學(xué)防治的方法清除傳媒松墨天牛等昆蟲以及在線蟲侵染前數(shù)星期,用豐索磷、乙拌磷、治線磷等內(nèi)吸性殺蟲和殺線劑施于松樹根部土壤中,或用豐索磷注射樹干,預(yù)防線蟲侵入和繁殖;通過生物方法利用巴氏蠶白僵菌防治昆蟲介體,也可以用捕線蟲真菌來防治松材線蟲。

感染后治療

對于已受松材線蟲感染發(fā)病的松樹,藥物治療基本無效。鑒于不向樹種存在明顯的抗病性差別以及在感病樹種中也能出現(xiàn)抗病單株,培育和種植抗病樹種會是最有前途的防治方法。至2022年,雖然已經(jīng)進行了大量的松材線蟲防治研究,但尚未制定出有效的根治對策。

近緣物種

擬松材線蟲(Bursaphelenchus mucronatus)是松材線蟲的近緣種,二者在形態(tài)學(xué)和生物學(xué)特性等方面高度相似,擁有相同的食物資源,共享同樣的傳媒昆蟲,并在空間生態(tài)位上高度重疊;二者的差異如下。

參考資料 >

Bursaphelenchus xylophilus Steiner & Buhrer, 1934.gbif.2023-05-10

Just a moment....cabidigitallibrary.2023-05-10

Bursaphelenchus xylophilus.Catalogue of life.2024-10-05

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