腐烂茎线虫（Ditylenchus destructor）是一种重要的检疫性病原线虫，严重危害甘薯、马铃薯和中药材等根茎类作物。该线虫的种内分化明显，根据ITS-rDNA序列差异，国外的研究将其分为A-G 7个单倍型，但主要集中于马铃薯和甘薯的线虫群体。本研究对腐烂茎线虫中药材群体ITS-rDNA序列及其RNA二级结构进行分析，以明确其单倍型分化，并通过ITS-rDNA与28S D2-D3系统发育关系、ITS-RFLR和ITS特异性引物PCR扩增进一步验证不同群体单倍型的分化。在甘肃、青海、陕西、内蒙和黑龙江等5个省，共采集当归、党参、马铃薯和甘薯的腐烂茎线虫群体43个，其中中药材群体37个。线虫群体的ITS-rDNA序列长度为727 bp-969 bp，长度差异主要表现在ITS1区串联重复序列的数量不同，且串联重复序列在ITS1二级结构中形成了稳定的茎环，即H9螺旋。依据H9螺旋结构的有无及其差异，43个群体的ITS-rDNA序列可划分为10个单倍型。与已知单倍型（A-G）对比分析，发现其中3个单倍型分别与A、B和C单倍型一致，而另外7个单倍型与已知单倍型不同，将其依次命名为H、I、J、K、L、M和N单倍型，这7个新单倍型均来源于中药材。综合本研究和已知单倍型分类体系，腐烂茎线虫中发现A-N 14个单倍型。ITS和28S系统发育分析显示，所有单倍型群体分化为两支：A单倍型为一支，B-N单倍型为另一支。对比ITS和28S系统发育树，发现A单倍型均单独聚为一支，但B-N分支不太一致，且不同单倍型系统发育关系较为混乱。ITS-RFLP和特异性引物PCR结果显示，H和A单倍型酶切图谱和特异性片段长度相同， B和C单倍型特异性片段长度相同，但其它单倍型间存在明显差异。除K单倍型不同群体间有差异外，其它单倍型的群体间无明显差异。本研究发现了腐烂茎线虫中药材群体中存在新的单倍型，并明确了不同单倍型的差异，该结果将推动茎线虫生物学的研究进展，且对中药材腐烂茎线虫病的识别和防治具有指导意义。

禾谷孢囊线虫H. avenae是一种重要的植物病原线虫，严重影响禾谷类作物的产量。目前已在我国河南、河北、江苏、青海、西藏等16个省(市)发生危害。本研究通过人工接种试验和田间试验，利用抽穗期根系中的线虫数量指标评价了青海栽培二棱大麦 (QH2R)、青海栽培六棱大麦 (QH6R) 和西藏栽培二棱大麦 (TB2R) 对禾谷孢囊线虫的抗病性，并通过接种试验和显微观察，评价了两个高抗品种中线虫的侵染和发育情况。为更好地评价不同品种对H. avenae的抗感性，首先比较了两种常用的抗性评价方法——繁育系数法 (PPR) 和单株雌虫/孢囊数量法 (NFP) 的准确性。对田间自然条件下186个品种受害情况的调查结果表明，利用NFP法鉴定出的感病品种数量显著高于PPR法鉴定的感病品种数量，表明NFP法更利于鉴定大麦品种的抗病性。通过2015年至2017年的田间试验及2018年的人工接种试验，发现QH2R系列品种中形成的雌虫/孢囊数量最少，显著低于QH6R和TB2R系列品种。综合接种试验与田间试验的结果，从QH2R系列品种中鉴定出8个高抗品种 (Sunong7617, Sunong7635, Dongyuan87-14, Rudong14-46, Rudong87-57, Rudong87-8-45, Rudong88-14-2, Rudong88-67-1)，平均单株孢囊数量低于4.2个。对线虫发育进程的显微观察表明，高抗品种 (Sunong7635和Dongyuan87-14) 中H. avenae幼虫的侵入数量显著低于感病品种中幼虫的侵入数量，并且幼虫发育成雌虫的数量也显著减少。本研究中鉴定的高抗品种对于育种工作者培育禾谷孢囊线虫抗性品种、更加经济有效地控制禾谷孢囊线虫的危害等具有重要意义。

钾（K）是一种重要的营养元素，可以提高作物的抗逆性/耐受性。K在抗植物寄生线虫中的应用表明，K处理可以减少线虫病的发生，提高作物产量。然而，K在水稻抗拟禾谷根结线虫（Meloidogyne graminicola）中的研究仍然缺乏。本研究首先用K₂SO₄直接处理线虫，发现K₂SO₄对线虫的死亡率、侵染率以及发育水平无显著影响；接着通过温室盆栽接种，发现0.5 mM K₂SO₄处理水稻后，根中的根结和线虫数量分别下降了57.2±4.4% 和59.2±6.6%，成年雌虫比例（70.9±5.6%）显著低于对照（90.7±5.1%），同时幼虫比例（27.0±6.3%）显著高于对照（6.0±3.2%），而水稻的生长不受影响；统计Pluronic明胶中水稻根尖吸引的线虫数量，发现接种后6小时K₂SO₄处理与清水处理之间并无显著差异；对接种后7天根结中巨细胞的形态、大小和数量进行显微观察，发现两个处理间也不存在显著差异；接着检测根结中胼胝质沉积，发现K₂SO₄处理后其沉积面积增加了67.9%，同时其合成基因OsGSL1和降解基因OsGNS5分别显著上调和下调；另外检测H₂O₂累积发现，接种后8和24 小时K₂SO₄处理的根中H₂O₂含量分别增加了78.2% 和118.7%，同时其合成基因OsRbohB也显著上调；再对水杨酸、茉莉酸、乙烯以及油菜素内酯等信号通路相关基因和病程相关蛋白基因的表达进行定量分析，发现在线虫侵染初期K₂SO₄处理显著上调了某些抗病相关基因的表达；最后对K通道基因OsAKT1和转运蛋白基因OsHAK5缺陷型植株进行接种，发现根结和线虫数量显著增加并且线虫的发育加快，同时K₂SO₄的作用降低。这些说明K₂SO₄通过激发基础防御反应提高了水稻对线虫的抗性，并且K通道和转运蛋白积极参与了寄主抗性。K及其通道和转运蛋白在寄主抗性中的应用，为进一步研究水稻抗线虫机制以及钾在植物抗生物胁迫中的功能奠定了基础。低钾能诱导水稻对拟禾谷根结线虫的抗性，为田间有效利用钾肥防控线虫病害提供了理论依据。

大豆孢囊线虫（SCN, Heterodera glycines）严重制约大豆生产。大豆抗线虫数量性状遗传位点Rhg4上的丝氨酸羟甲基转移酶编码基因（GmSHMT08）对大豆孢囊线虫有显著的抗性，但该基因如何介导了对大豆孢囊线虫的抗性机制仍不明晰，GmSHMT08能否与大豆孢囊线虫产生的蛋白发生互作仍不明确。本研究以GmSHMT08作为诱饵，通过酵母双杂交体系在线虫中筛选出了与GmSHMT08互作的一个热休克蛋白70片段（HgHSP70p）。通过GST pull-down和荧光双分子互补，进一步验证了HgHSP70p与GmSHMT08之间存在互作关系。本研究发现的HgHSP70基因可以作为关键候选基因，用于进一步探究GmSHMT08介导的对大豆孢囊线虫的抗性机制。

大豆孢囊线虫是世界范围内大豆生产的重要病原之一，生物防治目前已成为大豆孢囊线虫病防治的重要手段。黑曲霉NBC001由本实验室从小麦孢囊线虫群体上分离获得，其发酵液拌种在盆栽中不仅可以有效防治大豆孢囊线虫，而且对大豆具有一定的促生作用。本研究将在田间评价NBC001对大豆孢囊线虫的防治效果及对大豆根际土壤产生的微生态效应。研究结果表明在田间应用黑曲霉NBC001发酵浓缩液拌种可以有效防治大豆孢囊线虫病，防效达31.7%。高通量测序结果显示黑曲霉NBC001对大豆根际土壤微生物多样性和群落结构无显著影响，表明NBC001发酵浓缩液拌种对土壤生态环境安全。在大豆定植10天时，黑曲霉 NBC001促进了大豆根际土壤中放线菌门Actinobacteria，酸杆菌门Acidobacteria，叶瘤菌属Phyllobacterium，雷尔氏菌属Ralstonia和H16的丰度；而降低拟杆菌门Bacteroidetes，芽单胞菌门Gemmatimonadetes，Adhaeribacter，芽单胞菌属Gemmatimonas，鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas，Flavisolibacter的丰度。在定植90 d时，影响程度减小，仅增加气微菌属Aeromicrobium和RB41属的丰度，降低H16的丰度，说明其对大豆根际土壤微生物物种丰度的影响是短暂的。同时结果也表明黑曲霉NBC001可以增加大豆根际土壤中有益微生物放线菌门、酸杆菌门、气微菌属和叶瘤菌属的丰度。综上所述生防菌黑曲霉NBC001对大豆根际土壤微生物无显著影响，因此在田间应用黑曲霉NBC001对土壤生态环境安全。研究结果将为黑曲霉NBC001的安全应用奠定理论基础，为大豆孢囊线虫病生物防治提供高效生防菌株。