一、简单介绍
作为经济上最重要的蔬菜作物之一，黄瓜因其风味和营养价值而享誉全球。然而，由植物病原体引起的疾病可能导致植物生长迟缓和显著产量损失。
RKN是强制性的生物营养物质，能够在土壤中存活多年，并通过刺激胆汁生产来寄生各种作物。
随着温室作物生产和连续种植系统的使用扩大，RKN造成的问题越来越严重，在商业农业经营中控制RKN变得越来越困难。
已经开发了多种管理系统来防止RKN侵扰，包括化学控制、土壤热处理、洪水、生物控制和作物轮作，其中化学控制和土壤热处理方法被广泛使用。
虽然化学控制可以大大减少RKN对蔬菜产量的不利影响，但化学杀虫剂价格昂贵，对环境有害，或导致杀虫剂抗药性的发展。因此，实施农艺实践作为控制RKN的措施的趋势越来越大。
为管理RKN制定了三种常见的农艺实践。一个涉及将植物残留物纳入土壤中，作为绿色肥料。Naz观察到，在土壤中添加紫色三色堇植物可以降低西红柿植物的根结指数，促进西红柿生长，提高生产力。
Monfort证实，芥属物种产生葡萄糖酸盐，表现出普遍的生物杀灭作用，在移植蔬菜作物之前将这些物种纳入绿肥中可能会显著减少线虫种群，而不会对随后蔬菜作物的生长和产量产生不利影响。
因此，绿色肥料可以通过影响土壤微生物之间的对抗和竞争来抑制RKN和其他土壤传播的植物病原体。用于控制RKN的另一种农艺实践与种植系统有关。
例如，在作物轮作系统中将西红柿与大蒜或西班牙三叶草和合欢属物种相互种植，可以有效地控制田间的RKN，可能是因为植物分泌特征。
第三种农艺实践涉及使用不同植物部分的提取物。Olabiyi观察到，植物根部的水提取物可以有效减少土壤中RKN的浓度，这有助于保护番茄植物免受RKN感染。
据报道，黑胡椒叶提取物以剂量依赖的方式抑制线虫的生长和发育。这些提取物穿透线虫卵质量基质，显著限制卵孵化，杀死J2并促进植物生长。此外，来自印楝、万寿菊和薄荷的提取物直接对线虫致命。
根际中源自根渗出物或先前线虫渗透部位的植物合成化合物可以影响线虫的行为。植物释放的一些化合物，其中一些存在于根系渗出物中，要么将线虫吸引到根部，要么导致排斥、运动抑制，甚至导致线虫死亡。
例如，番茄根渗出物的分析表明，四种化合物，即2,6-di-tert-butyl-p-cresol、L-ascorbyl 2,6-dipate、邻苯二酸二丁基和邻苯二甲酸盐，能够抑制线虫卵孵化，并与J2死亡率的增加有关。
Dutta观察到，番茄和大米根部渗出物中存在的小型亲脂分子对线虫种的流动性产生负面影响。威尔士洋葱属于石蒜科家族。
先前的研究表明，当作为伴侣植物或作物轮作的一部分生长时，威尔士洋葱没有被RNns感染。此外，威尔士洋葱减轻了RN引起的对伴侣植物或作物轮作中后续作物损害的严重性。
因此，威尔士洋葱可能具有对抗RKN的独特保护机制。我们之前观察到，使用威尔士洋葱作为伴侣植物可以控制RKN。
阐明威尔士洋葱提取物成分对RKNs的抑制作用背后的机制可能会对作物生产产生重要影响。
在本研究中，我们制备了四种威尔士洋葱根渗出物提取物，并评估了它们对线虫卵孵化的影响。我们还筛选了根渗出物中的主导化合物，并分析了它们对卵子孵化和J2生长的影响。
二、材料和生长条件
整个实验于2013年至2017年在中国山东烟台农业科学院进行。研究中使用了威尔士品种“Tie Gan”。黄瓜品种“YU XIU”由中国山东省烟台农业科学院培育。
用于接种的第二阶段幼体（J2）和卵子由中国山东省山东农业大学植物保护重点实验室提供。制备了含有10,000个卵/毫升的卵和含有6000 J2/mL的J2悬浮液。
黄瓜和威尔士洋葱种子播种在含有草皮土壤的托盘中，并在16h/8h（光/暗）光周期和相应的25°C/18°C温度下在植物加速器中孵化。当黄瓜幼苗有三到四叶真叶，威尔士洋葱幼苗高约20厘米时，这些植物被转移到温室。
该温室已用于种植西红柿和黄瓜5年，在此期间发生了严重的RKN感染。我们首先犁地并耕种了实验地块。
为了解释土壤中RKN可能分布不均匀的问题，我们为每次处理随机建立了三个约20平方米的测试地块。
每个测试地块种植了大约90种黄瓜植物。应用了两种处理，即在单一栽培中种植的黄瓜植物和以威尔士洋葱作为伴侣植物种植的黄瓜植物。
这两种处理方法分别应用于20平方米的试验地，每个试验地都种植了大约90棵黄瓜和180棵威尔士洋葱植物。前期果实产量对应于早期果实阶段后的头25天。
这个阶段的果实产量表明了植物的早期生长。然而，水果总产量是指整个水果生产期。每个治疗的实验结果是三个测试图的平均值。
栽培结束时，黄瓜根被洗干净，没有土壤，然后称重。计算了整个根系的卵团总数，并随机选择了10个卵团。卵块分别溶解在0.5毫升浓缩的NaClO中以释放卵。
准备了稀释度，并计算了每个卵质量的卵数量；计算了10个卵质量的平均数量。每次治疗至少重复三次。为了估计线虫总数量，用Byrd等人描述的酸性fuchsin方法对根进行了染色。
在显微镜下观察和计数J2的数量。单个幼年雌性包含大约200-300个卵，因此幼年的数量是根据卵的数量估计的。
三、威尔士洋葱作为伴侣植物对温室中黄瓜植物RCN感染的影响
黄瓜单一栽培表现出RKN感染的典型症状。具体来说，叶子是黄色和枯萎的。相比之下，与威尔士洋葱植物结合种植的黄瓜植物表现出卓越的生长和健康的外观。
与CK植物的根系相比，T植物的根系胆汁和卵量较少。威尔士洋葱的根也没有胆汁。这些结果表明，将威尔士洋葱作为配套植物增加了黄瓜植物的RKN抵抗力。
CK和T植物的前期果实产量分别为1.7±0.6千克/平方米和2.0±0.4千克/平方米。CK和T植物的总果实产量分别为4.3 ± 1.2 kg/平方米和5.7 ± 1.1 kg/平方米。
T植物的根新鲜重量高于CK植物，但并不显著。我们观察到CK植物每克新鲜根522.6 ± 36.4 J2线虫、1245.8 ± 58.1个卵和4.2 ± 0.9至6.3 ± 1.1雌性成年RKN。
明显高于T植物记录的每克新鲜根121.5 ± 23.4 J2线虫、290.4 ± 38.1个卵和1.3 ± 0.2雌性成年RKN。
T植物的根部的RKN和卵比CK植物的根部少77.0%。这些结果表明，威尔士洋葱根渗出物抑制了RKN的生长和活动。
四、威尔士洋葱根渗出物提取物对RKN蛋孵化的影响
用四种根渗出物提取物处理的鸡蛋的孵化能力随着时间的推移而增加，鸡蛋的孵化能力通常随着提取物浓度的增加而下降。在四种治疗中，对照治疗的最终卵孵化率从80%到90%不等。
在氯仿和乙醚提取物治疗中，在四个最低浓度下，抑制作用并不明显，鸡蛋孵化率从75到98%不等。更高浓度的提取物导致鸡蛋孵化能力从42%到62%不等。
这些结果表明，氯仿和乙醚提取物的成分能够抑制足够高浓度的RKN卵孵化。乙酸乙酯提取物比氯仿和乙醚提取物在抑制鸡蛋孵化方面更有效。50μL或更高的体积将鸡蛋孵化率降低到40%至50%。
五、外源4-羟基苯乙醇对RKN卵孵化和J2生存的影响
n-丁醇根提取物抑制了RKN鸡蛋的孵化，该提取物的主要成分之一是4-羟基苯乙醇。随后的一项实验显示，4-羟基苯乙醇抑制了RKN卵孵化，孵化能力的抑制随着4-羟基苯乙醇浓度的升高而增加。
在1.2 mM及以上时，卵孵化能力低于50%。在9.6mM时，卵的孵化率不到10%，在19.2mM时，几乎没有鸡蛋能够孵化。
J2线虫对不同浓度4-羟基苯乙醇的反应研究表明，48小时用0.3或0.6 mM 4-羟基苯乙醇治疗对J2线虫的生存影响不大。
然而，暴露于1.2 mM或更高的浓度会导致移动缓慢的J2线虫，其身体异常拉伸。较高的4-羟基苯乙醇浓度（9.8和19.2 mM）在某种程度上对RKN是致命的，48小时死亡率超过50%。
六、结论
根结线虫是强制性内寄生虫，会感染许多作物并造成严重的产量损失。在这项研究中，我们研究了作为伴侣植物生长的威尔士洋葱对黄瓜植物对RKN感染的抵抗力的影响，并分析了威尔士洋葱根渗出物最丰富的成分。
结果显示，当以威尔士洋葱作为伴侣植物种植时，黄瓜根的根结和卵质量比对照黄瓜根少77.0%。用氯仿、乙醚、正丁醇和醋酸乙酯收集并提取威尔士洋葱根渗出物。
高浓度的威尔士洋葱根提取物降低了RKN鸡蛋的孵化性。特别是，正丁醇提取物的抑制作用显著，RKN卵的孵化性不超过10%。
气相色谱-质谱分析显示，正丁醇提取物中最丰富的成分是4-羟基苯乙醇。1.2 mM 4-羟基苯乙醇治疗将卵孵化性降低到40%，而9.6mM或更高浓度的4-羟基苯乙醇治疗将卵孵化率降低到10%以下。
此外，1.2 mM或更高浓度的4-羟基苯乙醇降低了第二阶段的活性。较高的4-羟基苯乙醇浓度在某种程度上对RKN是致命的，48小时治疗的死亡率超过50%。
目前的结果表明，以威尔士洋葱作为伴侣植物的种植可能是应用合成线虫剂的替代品，副作用更少。我们确认4-羟基苯乙醇是一种天然有效的尼马基化物。