在所有植物寄生线虫的危害中，大约80%的经济损失是由根结线虫和孢囊线虫导致的。目前主要利用化学药剂进行防治，但高毒高残留的化学药剂已被禁用或者限制使用，不能满足可持续农业发展的需要。因此从线虫侵染和植物抗性/防御反应等方面开发新的天然高效低毒低残留的化学药剂或者生物药剂是当前急切之需，东北地理所农田有害生物学科组自2013年以来致力于该方向的研究。在线虫与植物早期互作过程中，植物寄生线虫通过化学感受作用识别寄主植物的化学信号，揭示线虫感知寄主释放化学信号的分子机制有助于理解植物线虫识别寄主的行为特征，为进一步从线虫生活史的特殊阶段挖掘新的防治技术提供重要理论基础。本学科组利用模拟土壤三维透明的Pluronic胶系统开展了大豆孢囊线虫和根结线虫对植物的趋化性研究，通过两种线虫对三种不同寄主特性植物的三种组织材料（植物活体根、根的提取液及根的渗出液）的趋化性研究，结果表明线虫对植物活体根、根提取物和根渗出物产生不一致反应，并揭示了线虫特异性吸引，这个突破性发现颠覆了线虫学家们认为线虫对根的渗出物或者提取物与活体根趋性应该表现出一致性的观点。进一步利用反相高压液相色谱柱分离根系分泌物，通过检测对线虫的反应发现极性小的组分对大豆孢囊线虫具有很强的吸引作用，但对根结线虫具有很强的排斥作用，这些组分对进一步挖掘天然的化学杀虫剂奠定了理论和应用基础（该研究和美国农业部合作，Plant Disease，2018）。此外通过模式植物拟南芥对植物激素一系列突变体，证明乙烯途径在大豆孢囊线虫识别植物化学信号的过程中起负调控作用（Scientific Reports，2017）。
在植物防御线虫侵染过程中，我们发现外源添加茉莉酸能够改变与防御相关的几丁质酶和β-1,3葡聚糖酶活性及其病理学相关的PR基因的表达，从而诱导感病植物产生对根结线虫的抗性（Nematology, 2017）。培育作物抗性品种是最经济有效的防治线虫方法，然而单一抗性极易被打破，通过对黑龙江几个主要大豆产区线虫的调查，发现线虫的3号优势小种已转变为毒性更强的小种，而且现有的抗性品种对这些变异的小种抗性丧失或者减弱（Journal of Nematology，2018），同时评价了抗大豆孢囊线虫的大豆品种和当地商业品种对根结线虫的抗性（Russian Journal of Nematology, 2016），以便培育对线虫的多抗品种，该研究为大豆孢囊线虫和根结线虫的有效防治和抗病育种提供了坚实的理论和应用基础。
同时我们也首次建立了利用幼苗生长袋进行大豆孢囊线虫的繁殖培养和快速抗性筛选方法（Nematology, 2018, 已接受）。并与本所大豆分子育种学科组孔凡江研究员进行合作，利用其研究的大豆开花期基因的自交重组群体首次对北方根结线虫进行了数量性状（QTL）遗传分析，发现了一个主效基因调控虫癭指数、线虫卵块数量和卵数；同时首次分子证实了调控南方根结线虫的虫癭指数和线虫繁殖由不同的基因调控，所鉴定的分子标记能够加速大豆根结线虫的抗病育种（Nematology，2018）。此外，我们与加州大学河畔分校关于棉花根结线虫的超亲遗传抗性合作研究也取得了重要的进展，揭示了超亲遗传抗性机制并建立了遗传模型（Frontiers in Plant Science, 2017），培育出了同时抗线虫和真菌的多抗棉花种资资源（Phytopathology, 2018）。
以上系列研究得到中国科学院人才项目和国家自然科学基金项目（31471749，31772139）资助。1. Wang et al. (2018). Plant Disease, https://doi.org/10.1094/PDIS-09-17-1445-RE.
2. You et al. (2018). Nematology NEM3184. In press.
3. Li et al. (2018). Nematology DOI: 10.1163/15685411-00003157
4. Hua et al. (2018). Journal of Nematology 50: 1-10. DOI: 10.21307/jofnem-2018-007.
5. Wang et al. (2018). Phytopathology https://doi.org/10.1094/PHYTO-06-17-0208-R.
6. Wang et al. (2017). Frontiers in Plant Science 8:1979. doi: 10.3389/fpls.2017.01979.
7. Hu et al. (2017). Nematology, 19:293-304.
8. Hu et al. (2017).Scientific Reports7, 41282; doi:10.1038/srep41282.
9. Li et al. (2016). Russian Journal of Nematology, 24(2), 89-98.
