引言
番茄因其高营养和经济价值，全球需求持续增长，温室栽培是满足需求的关键。然而，连作温室系统加剧了土传病害风险，番茄作物极易受到多种生物胁迫，其中植物寄生性线虫，特别是根结线虫，危害最为严重，可导致产量损失42-54%。与此同时，病毒病原体，尤其是番茄褐色皱果病毒（ToBRFV），对番茄生产构成严重威胁。该病毒于2015年首次在约旦温室番茄中报道，通过机械接触高效传播，环境稳定性极强，可克服所有已知的抗烟草花叶病毒（Tobamovirus）基因，包括Tm-22 。在自然环境中，植物常同时遭受多种病原体侵染，形成复杂的病害复合体，但其相互作用机制尚不清楚。尽管对病毒-线虫关联已有广泛研究，但尚无研究专门探讨ToBRFV与根结线虫之间的相互作用。本研究旨在评估温室番茄中ToBRFV与南方根结线虫（M. incognita）的自然共现情况，并探究通过梯度施用二甲基二硫醚（DMDS）抑制线虫是否与ToBRFV发病率存在关联。
材料与方法
研究在土耳其梅尔辛省一个具有严重根结线虫侵染和ToBRFV感染史的商用番茄温室中进行。依赖M. incognita和ToBRFV的自然共现，未人工接种病原。实验采用随机区组设计，设置六个DMDS施用剂量（10-60 g/m2 ）和一个未处理对照，每个处理5个重复小区。DMDS以乳油形式通过滴灌施入土壤，施用后用全密闭膜覆盖21天。熏蒸结束后通风10天，移栽健康番茄幼苗（品种Dilara）。
种植后45-60天评估线虫侵染。从每个小区随机选取20株，根据Zeck等级（1-10）对根结指数（GI）进行评分，并计算根腐指数（RRI）和防治效果。通过RT-PCR检测ToBRFV，从每个小区随机选取10株植株的叶片提取总核酸，使用特异性引物扩增复制酶亚基560-nt片段，计算病毒发生率。所有统计分析均在R软件中进行，使用方差分析和Tukey HSD检验，并通过Pearson相关和线性回归分析RRI与ToBRFV发生率的关系。
结果
线虫侵染与根系健康
线虫经形态学鉴定为南方根结线虫。侵染植株表现出严重的根结和根系变形。DMDS施用显著降低了线虫危害，且呈剂量依赖性。在10-20 g/m2 时仍有严重根结（Zeck 5-8），30 g/m2 时降至中等（4-5），50 g/m2 时被强烈抑制（2-3），60 g/m2 时根结极少（指数1）。对照组的根结指数最高（约7.0），而50-60 g/m2 处理效果最显著。
根腐严重程度
根腐严重程度随M. incognita的存在而增加，可能由于线虫造成的侵入口促进了次生感染。DMDS显著降低了各剂量下的RRI，在60 g/m2 时抑制效果最强（RRI = 5.86 ± 0.99%；防治效果 = 94.14 ± 0.85%）。剂量≥30 g/m2 的处理与对照及低剂量处理相比，防治效果显著更高，RRI显著更低。
线虫损害后的ToBRFV感染
ToBRFV症状在线虫诱导的根系胁迫后出现。小区水平的RT-PCR筛查显示，在线虫压力较低的小区，病毒阳性植株数量逐步减少。对照小区的ToBRFV发生率最高（8.6 ± 0.55株阳性）。具有部分线虫抑制的小区病毒检测水平中等，而线虫抑制较强的小区感染植株大幅减少。线虫抑制最强的小区ToBRFV发生率最低（1.2 ± 0.4株阳性）。
根腐严重程度与ToBRFV发生率的关联
分析RRI与ToBRFV发生率之间的关系，发现两者存在强正相关（Pearson r = 0.785, p = 0.0367），表明RRI值较高的小区 consistently表现出更高的ToBRFV发生率。简单线性回归显示，RRI是ToBRFV发生率的显著统计预测因子（β = 0.67 ± 0.24 SE, t = 2.83, p = 0.036），解释了61.6%的观察方差（R2 = 0.616）。
植物毒性观察
在任何DMDS剂量下，包括60 g/m2 ，均未观察到植物毒性症状。植株生长、叶片形态和整体发育与未处理对照相当。
讨论
根结线虫对番茄健康及病毒易感性的影响
在本研究考察的自然病害压力下，M. incognita侵染与显著的根损伤相关，并且与各小区较高的ToBRFV发生率共现。这一模式支持了线虫引起的根损伤与病毒发生之间存在强关联，但并非暗示直接因果关系。两者可能独立地对共享的环境或寄主相关胁迫因子作出反应，而预先存在的病毒感染也可能改变植株对线虫侵染的敏感性。因此，观察到的模式应解释为田间条件下的相关性关联，而非直接的因果关系。值得注意的是，病毒发生率随线虫侵染强度而变化，而非均匀分布于整个温室。尽管这不排除共享环境因素的影响，但表明局部过程可能促成了观察到的关联。
根结线虫已知会损害水分和养分吸收、破坏根系结构并改变寄主生理和防御反应，从而使植株易受次生病原体侵染。线虫和病毒的共现常被描述为病害复合体，尽管此类相互作用通常是间接的且依赖于情境。此处使用“病害复合体”一词，仅指田间条件下线虫侵染和病毒感染的反复关联，而非直接的机制联系。
重要的是，M. incognita并非ToBRFV的媒介。与直接传播土传病毒的线虫种类不同，本研究中观察到的关联似乎是由线虫诱导的植物胁迫介导，而非直接的病毒传播。
两种非互斥的生物学机制可能合理解释观察到的关联。首先，根损伤的局部效应可能起作用。线虫取食造成的大量根结和组织破坏可能在根组织中产生物理不连续性，这可能促进病毒从根部进入或向地上部系统移动。实验性根损伤和浸泡研究已证明，受损的根系可作为病毒系统性传播的有效入口。其次，线虫感染的系统性生理效应可能间接增加病毒易感性。线虫引起的根损伤已被证明能改变取食位点以外的寄主生理，在整体植株水平上增加对次生病原体的易感性。更近期的研究表明，线虫分泌的效应因子，包括脂肪酸和视黄醇结合蛋白，可抑制茉莉酸依赖性防御信号通路，而该通路是植物抗性反应的核心。这种抑制可能间接损害抗病毒防御能力，使得遭受严重线虫胁迫的植株中病毒更易建立。此外，线虫可影响土壤微生物组成，可能减少有助于土壤健康的有益细菌种群。由于更健康的土壤微生物组可以抑制番茄中的病毒发生率，这种微生物组变化可能进一步促成观察到的病毒发生率模式。
DMDS对线虫及相关病毒的效力
研究结果表明，根结线虫在塑造温室番茄ToBRFV流行病学中起着重要作用，针对线虫种群不仅减少根损伤，还可能间接限制病毒传播，为作物健康带来双重益处。在现有方法中，化学熏蒸仍是密集型温室系统中抑制根结线虫的实用方法。与传统杀线虫剂不同，DMDS的臭氧消耗潜能为零，是一种有前景、更安全的熏蒸剂替代品。在本研究中，DMDS在低至30 g/m2 的施用剂量下显示出对M. incognita的良好防效，尽管这仅部分抑制了相关病毒。对线虫和病毒的最大抑制在较高的60 g/m2 DMDS剂量下实现。几项研究报道，虽然DMDS在相对低剂量下对线虫高度有效，但其对真菌或卵菌病原体的活性通常较弱，往往需要更高剂量、更长的暴露时间或与其他熏蒸剂组合。土壤生物之间的这种敏感性差异可能用氧化还原生理学的根本差异来解释。内寄生线虫持续暴露于寄主衍生的氧化防御，因此进化出高效的基于硫醇的抗氧化系统，以解毒活性氧。因此，与自由生活的线虫相比，南方根结线虫等根结线虫对外源氧化胁迫的敏感性要低得多。破坏这些基于硫醇的氧化还原系统会损害ROS清除能力，导致不受控的氧化应激。因此，DMDS通过其硫醇反应性二硫化物化学，被认为是通过压倒抗氧化防御并促进致死性ROS积累来发挥杀线虫活性。DMDS与其他熏蒸剂的组合进一步增强了其效果。其他研究也报道了DMDS在30-60 g/m2 剂量下对土传真菌和病害复合体的活性。DMDS还被报道能促进植物生长并对重要植物病原体如核盘菌属表现出抗真菌活性。除植物病原体外，含硫挥发物包括烯丙基甲基二硫化物和二甲基三硫化物对大肠杆菌O157:H7等人类病原体表现出强抗菌活性。尽管DMDS对系统性植物病毒具有直接活性的证据有限，但含硫挥发物在动物系统中已被报道可降低病毒感染性。在植物中，天然含有包括DMDS在内的复杂含硫化合物混合物的大蒜提取物，已显示出广谱抗病毒活性，包括抗ToBRFV。然而，负责这种抗病毒活性的特定化合物尚未完全确定，与DMDS的直接联系仍未得到证实。这些效应更可能是由多种含硫挥发物之间的协同或相加相互作用驱动，而非DMDS单独作用。因此，本研究中观察到的病毒发生率降低更合理地归因于线虫抑制和/或植物防御机制的激活，而非DMDS的直接杀病毒效应。尽管如此，DMDS在植物中的直接抗病毒特性在很大程度上仍未得到探索，值得进一步详细研究。综上所述，这些发现支持了以下解释：线虫抑制以及与根系健康改善相关，与商业温室条件下ToBRFV发生率的降低有关。然而，此处观察到的关系应解释为间接和相关性的，反映了线虫压力梯度上的共变，而非已证实的因果途径。
对温室综合管理的影响
DMDS因其在环境温度下的高蒸气压而易从土壤中挥发，这增强了其熏蒸效率，但也引起了排放和环境安全方面的担忧。为了减轻这些影响，已开发了减排策略，包括在熏蒸期间用塑料薄膜密封土壤表面，然后进行可控通风。在这些条件下施用，DMDS及其制剂已在温室和田间试验中被证明能抑制广泛的土传害虫。在本实验中，低浓度和高浓度的DMDS施用对番茄植株表现出最小或无植物毒性作用，同时有效控制了M. incognita。这种选择性功效可能部分用氧化应激机制解释，尽管植物可能通过激活抗氧化防御系统来抵消潜在的氧化损伤。DMDS的低植物毒性因其天然植物来源及其种植前施用模式而得到进一步支持，因为该化合物在土壤中快速挥发和降解，最大限度地降低了在可食植物部位残留积累的风险。残留研究已证实DMDS消散迅速，在黄瓜中的最终残留低于0.05毫克/千克，远低于既定的最大残留限量。同样，在番茄试验中，DMDS残留低于MRLs，证实了其对食品生产的安全性。
结论
根结线虫与病毒感染如ToBRFV的频繁共现，突显了在温室番茄生产的综合病害管理策略中管理线虫种群的重要性。在本研究考察的条件下，较高水平的线虫相关根损伤 consistently 与各小区增加的ToBRFV发生率相关。在此背景下，DMDS作为一种有效的杀线虫处理，产生了线虫抑制梯度和相应的根系健康变化。因此，在接受较高DMDS施用剂量的小区观察到的ToBRFV发生率降低被解释为间接和相关性的，反映了根系条件的改善和土壤-植物相互作用的改变，而非熏蒸剂的直接抗病毒效应。通过抑制线虫种群和改变土壤环境，DMDS可能有助于创造不利于密集型温室系统中复杂的多病原体病害情景发展的条件。这些发现支持了将线虫管理作为旨在缓解保护地栽培下病害复合体的综合病害管理计划组成部分的潜在作用。未来研究应进一步探索土壤微生物组、线虫活动和病毒流行病学之间的相互作用，以及线虫抑制影响番茄病毒发生的间接途径。
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