摘要
根结线虫病是黄瓜上的重要病害之一，严重影响黄瓜产量和品质，造成重大经济损失。目前，根结线虫的防治仍以化学防治为主，但近年来部分化学农药因高毒或环境问题而被禁用或限用。生物防治因其环境友好、对人畜安全且不易产生抗药性而备受关注。土壤微生物是生物防治的重要资源，其产生的许多代谢产物具有杀线虫活性。近年来，微生物尤其是芽孢杆菌属代谢产生的挥发性有机化合物（VOCs）在防治根结线虫方面受到广泛关注。贝莱斯芽孢杆菌TA-1（以下简称TA-1）是本实验室分离得到的一株具有直接杀线活性的生防菌株，但TA-1产生的VOCs能否防治根结线虫病尚未可知。因此，本研究以南方根结线虫为研究对象，首先进行TA-1产VOCs对南方根结线虫的趋化性试验、体外杀线活性试验以及对线虫关键基因的影响，并采用固相微萃取（SPME）结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术对TA-1所产VOCs进行鉴定。然后，进行挥发性物质标准品对南方根结线虫二龄幼虫（J2s）的体外杀线活性试验以及对线虫活性氧（ROS）含量的测定。最后，通过双盆试验评价TA-1产VOCs对南方根结线虫数量及黄瓜生长的影响。主要研究结果总结如下: （1）趋化性试验结果表明，与对照相比，处理12、24和48h时，TA-1处理组的趋化指数（CI）显著降低，CI分别为-0.47、-0.59和-0.69，说明TA-1可以通过产生VOCs驱避南方根结线虫。 （2）三室试验结果表明，TA-1产VOCs对南方根结线虫有明显的熏蒸杀线活性。与对照组相比，处理组的线虫死亡率均显著提高。处理48和72h后，TA-1处理组的线虫死亡率分别达到84.1％和92.8％,并且TA-1处理组的线虫死亡率显著高于活性炭处理组，说明活性炭吸附VOCs降低了线虫死亡率。 （3）SPME-GC/MS结果表明TA-1主要产生了11种VOCs。其中苯甲醛、2-癸醇和2-十一烷酮对南方根结线虫J2s具有较强的直接触杀活性，致死中浓度（LC50）分别是76.1、34.1和61.7mg/L;苯甲醛和2-十二烷酮对J2s有明显的熏蒸活性，LC50分别是176.7和359.6mg/L。 （4）线虫关键基因表达量结果表明，TA-1产VOCs显著抑制线虫mpk-1、flp-18和odr-1基因的表达，分别下调了61.0％、44.8％和54.5％。此外，TA-1产VOCs及其挥发性物质标准品还可以诱导南方根结线虫产生过多的ROS,形成严重的氧化应激，导致线虫死亡。 (5)在双盆试验中，TA-1产VOCs可以降低土壤和黄瓜根系中的南方根结线虫种群数量，抑制黄瓜中线虫的繁殖，同时促进黄瓜生长。接种线虫42天后(42DPI),与对照组相比，TA-1处理组的株高和地上部鲜重均显著提高，分别提高17.9％和21.4％;TA-1处理组的土壤线虫数量、黄瓜根系中各阶段线虫数量、卵囊数和卵数均显著降低。 综上，本研究结果表明TA-1产VOCs一方面对南方根结线虫有驱避、熏蒸和直接杀线活性，另一方面可以降低土壤和黄瓜根系中的南方根结线虫种群数量，促进黄瓜生长。通过鉴定，TA-1主要产2-癸醇、苯甲醛、2-十一烷酮及2-十二烷酮等VOCs,杀线活性较高，具有一定的开发应用潜力。研究结果可为TA-1的进一步开发应用提供理论支持。
NETL