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植物根结线虫(Meloidogyne spp.)是植物病原线虫中种类最多,分布最广,危害最严重的一类线虫,常造成严重的经济损失。详细的由根结线虫引起的寄主根结内巨型细胞发育研究,国内外未见系统报道。本研究利用优化的可重复的南方根结线虫一番茄亲和性互作体系,通过优化石蜡切片技术,研究了接种南方根结线虫后,番茄根内的巨型细胞发育过程。主要取得了以下成果:
1.优化了可重复的南方根结线虫一番茄亲和性互作体系。测定了在27℃下,可控培养箱中MS培养基培养番茄品种:金宝、宝石2号、石抗一号、夏钻石、夏红这五个品种的10d、15d、20d的株高、根重、一级根数量、二级跟数量、根长,基于各种条件优化对比,根据根的成熟度,品种夏钻石是较为合适接种线虫及完成生活史的番茄品种。通过MS培养基培养番茄植株,15d时番茄根部有较多次级根,可以用来接种。接种后,利用酸性品红染色法观察到,1d即有线虫侵染植物体根部:接种6d后,根上出现根结,根内有线虫;接种20d后,发现明显的根结;接种30d后,根结上出现卵囊。
2.优化了石蜡切片的技术。本研究根据番茄根结组织幼嫩,含水量高的特点,调整脱水、透明时间为1.5个小时,切片厚度定为10μm,切出了结构清楚的番茄根结组织病理切片。
3.揭示了根结及其巨型细胞发育过程。在2龄线虫侵入寄主后,刚开始诱导产生的巨型细胞很小,且内含物的密度较疏;以后巨型细胞直径不断变大,内含物的密度开始增大;第14d-20d,巨型细胞直径达到最大值(170μm)并趋于稳定,巨型细胞内含物饱满且充满整个细胞;第20d时,开始出现细胞空洞现象;第25d时,成虫周围的巨型细胞无论从大小还是浓密程度都处于一个较低的阶段;到第28d时,成虫周围已经没有巨型细胞,说明巨型细胞已经彻底的崩解;番茄根结大小达到一定时期不再增长,基本保持恒定;第30d时,已经有卵囊产生,线虫在寄主植物体内完成其生活史。
这是国内外首次使用石蜡切片法标记产生根结后每天取样切片,研究南方根结线虫在寄主番茄根内的生活史过程和巨型细胞的发展和衰败的过程。