邱彩玲，范國(guó)權(quán)，高艷玲，張　威，張　抒，申　宇，王紹鵬，劉尚武，呂典秋，白艷菊（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所，黑龍江　哈爾濱　150086）

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馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒對(duì)馬鈴薯育種工作的影響

邱彩玲，范國(guó)權(quán)，高艷玲，張威，張抒，申宇，王紹鵬，劉尚武，呂典秋*，白艷菊*
（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物脫毒苗木研究所，黑龍江哈爾濱150086）

摘要：簡(jiǎn)要介紹了馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒（Potato spindle tuber viroid，PSTVd）的危害和發(fā)生情況，重點(diǎn)闡述了PSTVd對(duì)馬鈴薯育種工作的影響，并針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了分析，最后提出了一些建議，如做好隔離防護(hù)，徹底進(jìn)行PSTVd檢驗(yàn)，對(duì)環(huán)境及器具進(jìn)行消毒處理以及實(shí)生種子經(jīng)貯藏3 ～5年后再播種。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒（PSTVd）；馬鈴薯育種；影響

1　概述

馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒（Potato spindle tuber viroid，PSTVd）是馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒科馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒屬的代表種。該病害早在1922年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但直到1971年才被Diener[1]首次分離出來(lái)，并稱(chēng)作馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒。此后，凡是類(lèi)似馬鈴薯紡錘塊莖病病原的其他高等植物病害的病原都通稱(chēng)為類(lèi)病毒[2]。PSTVd是一種單鏈、環(huán)狀、無(wú)蛋白質(zhì)外殼的RNA，堿基高度配對(duì)，具有非常穩(wěn)定的棒狀二級(jí)結(jié)構(gòu)，能夠在寄主體內(nèi)自我復(fù)制，一般為359 nt，少數(shù)為358或360 nt[3]。PSTVd的自然寄主范圍比較小，能夠侵染馬鈴薯、番茄、鱷梨和辣椒[4-7]，但在實(shí)驗(yàn)室條件下，PSTVd可侵染31個(gè)科的94個(gè)種[8]。感染PSTVd的馬鈴薯，植株生長(zhǎng)受到抑制，植株矮化，葉片向上豎起，葉柄角度成銳角，莖稈硬化，塊莖由圓形變?yōu)殚L(zhǎng)形或畸形，多呈紡錘狀，芽眼變深或凸起，有時(shí)表皮有裂紋，減產(chǎn)幅度10% ～50%，另有報(bào)道稱(chēng)PSTVd強(qiáng)系可引起減產(chǎn)60%，弱系減產(chǎn)20% ～ 35%，早期文獻(xiàn)曾報(bào)道強(qiáng)系減產(chǎn)64%或65%等?？傊琍STVd是馬鈴薯產(chǎn)量提高的極大障礙[9-11]。此外，隨著PSTVd的累積，其塊莖的發(fā)芽能力也下降。

2　發(fā)生情況

2.1在中國(guó)的總體發(fā)生情況

在中國(guó)，最早關(guān)于PSTVd的報(bào)道是1960年，發(fā)生在黑龍江省的‘Irish Cobbler’（‘早熟白’）品種上[2,10]。隨后，其他地區(qū)也相繼報(bào)道PSTVd的發(fā)生情況。目前，PSTVd在中國(guó)已經(jīng)發(fā)生比較普遍，在新疆、內(nèi)蒙古、河北、山西、福建、北京和甘肅等地都有發(fā)生的報(bào)道[12-17]。此外，在黑龍江、吉林、遼寧、山東和陜西等地的樣品中也檢測(cè)到了PSTVd的存在。目前，已經(jīng)在12個(gè)馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)發(fā)現(xiàn)了PSTVd的存在。

2.2在馬鈴薯種質(zhì)資源及育種材料上的發(fā)生情況

PSTVd不僅發(fā)生在馬鈴薯種薯和商品薯上，在馬鈴薯育種材料中發(fā)生的比例也很大。劉喜才[18]利用雙向聚丙烯酰胺凝膠電泳法（Return-polyacrylamide gelelectrophoresis，R-PAGE）對(duì)保存的898份馬鈴薯種質(zhì)資源試管苗進(jìn)行了PSTVd檢測(cè)，其中有157份材料為陽(yáng)性，檢出率為17.40%，而且國(guó)內(nèi)試管苗的帶毒率高于國(guó)外的試管苗。Singh等[19]曾經(jīng)對(duì)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山馬鈴薯研究所（現(xiàn)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院克山分院）的1 700余份馬鈴薯實(shí)生子進(jìn)行PSTVd檢測(cè)，結(jié)果表明，52.17%的材料感染了PSTVd。19世紀(jì)80年代，也曾檢測(cè)出有40% ～60%的育種材料感染了PSTVd[20]。

雖然人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)PSTVd已經(jīng)侵染了馬鈴薯育種材料，但PSTVd可能對(duì)馬鈴薯育種工作帶來(lái)的影響并沒(méi)有引起人們足夠的重視。人們并沒(méi)有采取強(qiáng)有力的措施去避免這種影響的擴(kuò)大。因此，在近些年的馬鈴薯育種材料中仍然發(fā)現(xiàn)了許多被PSTVd感染的育種材料，大大阻礙了馬鈴薯育種工作的順利開(kāi)展。曾試驗(yàn)利用核酸斑點(diǎn)雜交法（Nucleic acid spot hybridization，NASH）對(duì)2012 ～ 2015年的部分馬鈴薯育種材料進(jìn)行了PSTVd檢測(cè)，結(jié)果顯示PSTVd的平均感染率為58.3%，其中2014年的感染率高達(dá)87.3%（表1）。

表1　馬鈴薯育種材料PSTVd感染率Table 1 PSTVd infection rate of potato breedingmaterials

3　對(duì)馬鈴薯育種工作的影響

3.1馬鈴薯育種材料中PSTVd的來(lái)源

一般情況下PSTVd有以下幾個(gè)方面的來(lái)源。

（1）育種材料本身攜帶PSTVd

通常每個(gè)馬鈴薯育種單位都保存有大量的育種材料，如種質(zhì)資源、無(wú)性系、實(shí)生子、育成的品系等，這些材料中有很多是早期保存下來(lái)的，其來(lái)歷已經(jīng)無(wú)從追溯，其中就不排除攜帶PSTVd的可能性。

（2）種質(zhì)資源交換

為了拓寬種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)，提高雜交后代的雜種優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)外馬鈴薯育種單位之間經(jīng)常進(jìn)行種質(zhì)資源的交換。但是，在交換的過(guò)程中往往忽略了檢驗(yàn)檢疫的環(huán)節(jié)，尤其是早期的種質(zhì)資源交換工作，更沒(méi)有檢驗(yàn)檢疫的意識(shí)，檢測(cè)手段也相對(duì)落后。因此，PSTVd可能隨著資源的交換而被引入育種單位。

（3）沒(méi)有隔離措施或隔離不到位

目前國(guó)內(nèi)許多馬鈴薯育種單位的資源保存或田間雜交都是在沒(méi)有隔離措施的情況下進(jìn)行的。因此，一旦其中某些材料攜帶PSTVd，便很容易通過(guò)機(jī)械傳播傳染其他材料，久而久之，就會(huì)有越來(lái)越多的馬鈴薯育種材料感染PSTVd，造成不可挽回的后果。

（4）雜交親本攜帶PSTVd

由于PSTVd可以通過(guò)花粉和實(shí)生種子傳播，因此，如果親本帶毒，則很容易將PSTVd傳遞給下一代。

3.2對(duì)馬鈴薯育種工作的危害

3.2.1通過(guò)雜交育種傳遞給后代，無(wú)法選育出健康的后代

由于PSTVd不僅可以通過(guò)機(jī)械和無(wú)性繁殖材料傳播，還可以通過(guò)花粉或種子傳播，因此，如果雜交育種中使用的親本材料帶有PSTVd，則其雜交或自交的后代就很可能攜帶PSTVd。所以，如果用于育種的馬鈴薯種質(zhì)資源或育種材料感染了PSTVd，則利用這些材料雜/自交得到的后代便極有可能攜帶PSTVd，很難從中選到健康的后代進(jìn)行培育，更無(wú)法推廣應(yīng)用。

3.2.2 PSTVd迅速傳播，導(dǎo)致育種資源感染

一旦育種材料中出現(xiàn)攜帶PSTVd的資源，則很容易在農(nóng)事操作或者雜交育種過(guò)程中傳播，不僅無(wú)法獲得健康的后代，還會(huì)導(dǎo)致更多的材料受到PSTVd的污染。即使采用試管苗的方式保存資源，在擴(kuò)繁的過(guò)程中如果消毒不徹底，也可能使PSTVd擴(kuò)散。

4　建議

4.1交換種質(zhì)資源時(shí)做好檢驗(yàn)檢疫工作

種質(zhì)資源交換對(duì)于馬鈴薯育種工作來(lái)講十分重要，所以在進(jìn)行交換之前做好檢驗(yàn)檢疫工作是非常必要的。不僅PSTVd需要檢驗(yàn)，其他的危險(xiǎn)性較高的病害也有必要進(jìn)行檢驗(yàn)，免除后患。

4.2對(duì)育種材料進(jìn)行全面篩查

為了徹底解決PSTVd對(duì)馬鈴薯育種工作的干擾，對(duì)馬鈴薯育種材料進(jìn)行全面的檢測(cè)十分必要。由于PSTVd可以不顯性侵染，所以，僅憑植株或塊莖的癥狀不能徹底找出攜帶PSTVd的材料，因此，在進(jìn)行目測(cè)的基礎(chǔ)上，還有必要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，徹底篩查育種單位保存的各種資源，包括實(shí)生子、種質(zhì)資源、無(wú)性系和品系等，對(duì)于感染PSTVd的材料應(yīng)立即淘汰，避免進(jìn)一步擴(kuò)散。只有確保雜交親本健康，才可能獲得健康的雜交后代，使馬鈴薯育種工作順利進(jìn)行。

4.3做好隔離

由于PSTVd容易通過(guò)機(jī)械傳播，因此，在保存資源和雜交育種時(shí)，將不同來(lái)源的材料分開(kāi)保存是非常必要的，尤其是未經(jīng)檢測(cè)的材料更應(yīng)該做好防護(hù)措施，避免PSTVd擴(kuò)散。

4.4衛(wèi)生防疫

許多研究已經(jīng)表明漂白劑（Clorox regular bleach）對(duì)馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒科具有很好的消毒作用[21-24]。Olivier等[25]使用5種消毒劑（Virkon?，Hyprelva?SL，Jet5?，MENNO?clean和Virocid?）對(duì)PSTVd消毒效果的研究時(shí)以漂白劑（Clorox regular bleach）作為對(duì)照，進(jìn)一步表明漂白劑對(duì)PSTVd具有很好的消毒效果；同時(shí)，該研究還發(fā)現(xiàn)一些歐洲國(guó)家唯一普遍認(rèn)可的消毒劑—MENNO?clean在使用最小推薦濃度、最小推薦接觸時(shí)間和中等接觸時(shí)間時(shí)對(duì)PSTVd基本沒(méi)有消毒效果。Li等[26]分別采用16種消毒劑對(duì)鳳果花葉病毒（Pepino mosaic virus，PepMV）、PSTVd、番茄花葉病毒（Tomato mosaic virus，ToMV）和煙草花葉病毒（Tobaccomosaic virus，TMV）在機(jī)械傳播過(guò)程中的消毒效率進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，2種消毒劑—2%Virkon S和10%的漂白劑（10%Clorox regular bleach）對(duì)PepMV、PSTVd、ToMV和TMV機(jī)械傳播的消毒效率最高。

根據(jù)上述研究結(jié)果，在預(yù)防PSTVd機(jī)械傳播時(shí)，可使用漂白劑對(duì)PSTVd污染過(guò)的物品、切刀、設(shè)備等進(jìn)行表面消毒，減少PSTVd通過(guò)機(jī)械傳播的幾率。而且漂白劑對(duì)于其他常見(jiàn)病毒或類(lèi)病毒也具有一定的防治效果，因此可用于溫室等的消毒處理，防止常規(guī)病毒、類(lèi)病毒的機(jī)械傳播。

4.5實(shí)生種子貯藏幾年后播種

據(jù)報(bào)道，貯藏3年較貯藏1年的帶毒種子感病株率可降低20%以上。因此，對(duì)于重要且可能感病的實(shí)生子經(jīng)貯藏3 ～5年后再播種，可以取得降低種子帶毒率的顯著效果[27]。

5　結(jié)論

目前，國(guó)內(nèi)部分馬鈴薯育種單位已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了PSTVd的存在，只是沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的研究、統(tǒng)計(jì)和報(bào)道。而感染PSTVd的材料又很難通過(guò)常規(guī)手段去脫除，因此，PSTVd對(duì)馬鈴薯育種工作已經(jīng)造成和即將造成的影響不容小覷。

現(xiàn)階段，中國(guó)馬鈴薯育種工作仍然以常規(guī)的雜交育種為主，因此，如果馬鈴薯育種單位的育種材料經(jīng)常受到PSTVd的威脅，無(wú)疑對(duì)馬鈴薯育種工作是一個(gè)巨大的阻礙。此外，馬鈴薯育種材料經(jīng)常在各個(gè)育種單位之間流動(dòng)、共享，因此，PSTVd很容易隨著種質(zhì)資源在育種單位之間傳播，這將可能導(dǎo)致更多的資源被感染，后果將更加嚴(yán)重。

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Effects of Potato Spindle Tuber Viroid on Potato Breeding Work

QIU Cailing, FAN Guoquan, GAO Yanling, ZHANG Wei, ZHANG Shu, SHEN Yu, WANG Shaopeng, LIU Shangwu, LU Dianqiu*, BAI Yanju*
(Institute o f Virus-free Seedling Research,Heilong jiang Academ y o fAgricultura lSciences,Harbin,Heilong jiang 150086,China)

Abstract:ract:The occurrence and hazard ofpotato spind le tuber viroid(PSTVd)was briefly introduced.The influence of the viroid on potato breeding work was expounded in details.At last,some suggestions were put forward,such as isolation protection,PSTVd detection,disinfecting environmentsand tools,and planting true potato seed after3-5 yearsofstorage.

Key Words:ords:potato spind le tuber viroid(PSTVd);potato breeding;effect

*通信作者（

Corresponding author）：呂典秋，研究員，主要從事馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒、馬鈴薯栽培生理等相關(guān)內(nèi)容的研究，E-mail:smallpotatoes@126.com；白艷菊，研究員，主要從事馬鈴薯種薯質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)研究，E-mail:yanjubai@163.com。

作者簡(jiǎn)介：邱彩玲（1976-），女，博士研究生，助理研究員，主要從事馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒檢測(cè)技術(shù)及其遺傳多樣性研究。

基金項(xiàng)目：哈爾濱市應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目（2013AE6AW059）；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目（CARS-10-P14）；黑龍江省杰出青年基金項(xiàng)目（JC201018）。

收稿日期：2015-09-19

中圖分類(lèi)號(hào)：S532

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672－3635（2016）01-0039-04