中國農業科學院蔬菜花卉所揭示刺角瓜根系揮發物對線蟲寄生行為的負調控機制

近日，中國農業科學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物，并研究部分根系揮發性物質對線蟲的生物學活性。在受刺角瓜天然根系揮發物的影響下，研究人員觀察黃瓜對南方根結線蟲侵染的反應，發現刺角瓜根系揮發物具有潛在的防控根結線蟲的應用價值，為創新綠色防控技術提供了天然先導化合物結構依據。相關研究成果以“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 在線發表。

據研究人員介紹，南方根結線蟲（Meloidogyne incognita）是危害黃瓜等葫蘆科作物的主要寄生線蟲之一。隨著全球氣候變暖及設施栽培面積的增加，其危害的面積也在不斷擴大。南方根結線蟲會導致瓜類減產20%，甚至絕收。但在栽培黃瓜中并沒有鑒定出抗南方根結線蟲的材料，這就給相應的抗性育種工作帶來了巨大困難。刺角瓜（Cucumis metuliferus）是重要的黃瓜野生抗性資源。目前，針對刺角瓜抗南方根結線蟲的機制研究很少，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）為對照，鑒定兩者的根系揮發性物質。比較之后，確定刺角瓜CM3根系中含有18中特有揮發性物質。研究人員進一步對部分特有物質進行趨化性及殺線蟲活性的檢測。（甲氧基甲基）苯對南方根結線蟲有明顯的趨避作用、但并不具備殺線蟲活性。甲酚和順-2-戊烯-1-醇隨著濃度的提高，殺線蟲能力增強。該研究還利用自行設計的雙層栽培試驗裝置，檢測了刺角瓜天然根系揮發物的作用。與對照相比，受到刺角瓜根系揮發性物質影響的黃瓜對線蟲的抗性增強。這部分結果為利用刺角瓜根系揮發物綠色防控根結線蟲打下基礎。

該研究獲得了國家自然科學基金資助（NO. 31571996）、國家重點研發項目（2017YFD020060, 2018YFD0201204）、中國農科院知識創新工程項目（CAAS-ASTIP-2017-IVF）、現代農業產業技術體系（CARS-23）、海南崖州灣種子實驗室揭榜掛帥項目等資助。中國農業科學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，湖南農業大學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