高敏麗 張華
[摘要】本文對(duì)番茄黃化曲葉病毒病的發(fā)病癥狀、病毒的特性與分布、基因組結(jié)構(gòu)及侵染進(jìn)行分析,同時(shí)對(duì)番茄黃化曲葉病毒病的高效檢測(cè)方法及防治策略等進(jìn)行了系統(tǒng)的概述,以期為該病的監(jiān)控、防治等提供科學(xué)依據(jù)。
[關(guān)鍵詞]番茄黃化曲葉病毒病;高效檢測(cè)方法;防治策略
番茄又名西紅柿,原產(chǎn)于美洲亞熱帶地區(qū),生長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng)。番茄由于風(fēng)味清新、營(yíng)養(yǎng)豐富,同時(shí)具有降壓、利尿、健胃消食、清熱解毒、涼血平肝等功效,在我國(guó)得到了大面積的種植栽培,并且種植面積在不斷擴(kuò)大,生產(chǎn)種植規(guī)模僅次于美國(guó)、意大利,排世界第3位。番茄黃化曲葉病毒病是番茄的主要病害之一,也是一種殺傷性非常強(qiáng)的病害,近年來(lái)在我國(guó)的發(fā)病率也逐漸擴(kuò)大,主要由番茄黃化曲葉病毒( TYICV)引起,該病毒被稱(chēng)為“植物癌癥”。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)病地段不嚴(yán)重的,番茄將減產(chǎn)20%~30%;發(fā)病比較嚴(yán)重的,番茄可減產(chǎn)50%甚至顆粒無(wú)收,對(duì)中國(guó)的番茄種植業(yè)造成了嚴(yán)重的影響,給農(nóng)民生產(chǎn)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
1 番茄黃化曲葉病毒病的發(fā)病癥狀
近年來(lái),TYLCV給全國(guó)種植番茄的區(qū)域造成了很大的危害。番茄植株生長(zhǎng)初期比較容易感染黃化曲葉病毒,主要癥狀是植株上的葉片變小,頂端的葉片邊緣會(huì)輕微發(fā)黃并且上卷,葉脈間的葉肉也會(huì)發(fā)黃,整片葉萎縮、褶皺,植株生長(zhǎng)得非常慢或者是不再生長(zhǎng),節(jié)間縮短,明顯矮化,僅為正常株的1/2~2/3。已長(zhǎng)大植株發(fā)病的主要癥狀是葉脈變成紫色,葉片增厚變硬或者變成焦枯,新長(zhǎng)出的葉片會(huì)出現(xiàn)黃綠不均勻的斑點(diǎn),有凹凸不平的皺縮或者變形,嚴(yán)重時(shí)葉片會(huì)萎縮,即使到最后生長(zhǎng)至成熟植株,也不會(huì)正常開(kāi)花結(jié)果。但是如果開(kāi)花后又感染了黃化曲葉病毒,結(jié)果的數(shù)量也會(huì)減少,果實(shí)變小產(chǎn)生畸形,不能正常變色成熟,產(chǎn)量和商品價(jià)值也會(huì)下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)絕收[1-2]。
2 番茄黃化曲葉病毒病的特性、發(fā)生與分布
番茄黃化曲葉病是由以TYLCV為代表的多種雙生病毒引起的。TYLCV是雙生病毒科單鏈環(huán)狀DNA病毒(single slranded DNA,ssDNA),屬于菜豆金色花葉病毒,主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū),寄主范圍廣,可以危害多種經(jīng)濟(jì)作物。雙生病毒能夠通過(guò)基因的高沉默重組率快速適應(yīng)環(huán)境,在各地迅速蔓延。由于該病毒存在基因變異頻率高的現(xiàn)象,TYLCV株系分化較多,因此該病害較難防治,一旦爆發(fā),就會(huì)對(duì)番茄生產(chǎn)造成非常嚴(yán)重的危害[3]。
番茄黃化曲葉病毒病最早于20世紀(jì)30年代被發(fā)現(xiàn)于以色列約旦河一帶,1964年被正式命名,后來(lái)逐漸蔓延到全球。我國(guó)最早發(fā)現(xiàn)于臺(tái)灣地區(qū),2003年在廣西、云南被發(fā)現(xiàn),此后在上海、浙江、江蘇等地相繼被發(fā)現(xiàn),因該病毒流行性強(qiáng)、危害重、來(lái)勢(shì)猛、傳播快,迅速在全國(guó)范圍內(nèi)蔓延[4]。
3TYLCV的基因組結(jié)構(gòu)和侵染
TYLCV基因組多為單鏈閉合環(huán)狀ssDNA,也稱(chēng)為DNA-A,該病毒基因組含有6個(gè)開(kāi)放的閱讀框。TYLCV基因組編碼6個(gè)功能基因:正義鏈上的AVI、AV2與反義鏈上的ACI、AC2、AC3和AC4。AVI編碼外殼蛋白,一般與病毒的包殼及介體傳播有關(guān);AV2編碼移動(dòng)蛋白相關(guān)的蛋H,主要起到協(xié)助移動(dòng)蛋白的功能;AC1編碼復(fù)制相關(guān)蛋白其與TYLCV DNA的復(fù)制起始有關(guān);AC2編碼轉(zhuǎn)錄激活因子能提高正義鏈上的功能基因轉(zhuǎn)錄水平;AC3為復(fù)制增強(qiáng)蛋白但與AVI功能無(wú)關(guān);AC4基因功能尚未明確。該病毒在混合感染的過(guò)程中非常容易出現(xiàn)重組,進(jìn)而造成病毒群體出現(xiàn)新的變異類(lèi)型,從分類(lèi)上也逐漸復(fù)雜化,截止到現(xiàn)在已經(jīng)有11個(gè)TYLCV種類(lèi)被報(bào)道[5]。
生態(tài)學(xué)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)雙生病毒可以通過(guò)抑制作物的抗蟲(chóng)反應(yīng),從而促進(jìn)了煙粉虱種群的增長(zhǎng);煙粉虱的種群增長(zhǎng)反過(guò)來(lái)促進(jìn)了雙生病毒在全球范圍內(nèi)的擴(kuò)張。健康成蟲(chóng)在進(jìn)食TYLCV感染的植株后,TYLCV進(jìn)入成蟲(chóng)中腸,成為帶毒煙粉虱,TYLCV經(jīng)過(guò)循環(huán)返回到初級(jí)唾液腺,并在下次進(jìn)食的時(shí)候
將TYLCV注入其他植株,開(kāi)始新的侵染循環(huán)。健康植株被成蟲(chóng)刺吸后,TYLCV被注入寄主細(xì)胞,病毒基因組脫殼,經(jīng)細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞核,病毒在細(xì)胞核中開(kāi)始復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。CP和新合成的ssDNA形成復(fù)合物,將ssDNA從細(xì)胞核中輸出,ssDNA和外殼蛋白組裝成子代病毒,通過(guò)胞質(zhì)通道或胞間連絲擴(kuò)展到相鄰細(xì)胞,開(kāi)始新一輪侵染|6I。
4 TYLCV的高效檢測(cè)方法
針對(duì)TYLCV的防治和抗病品種的選育,必須建立高效和靈敏的檢測(cè)鑒定技術(shù)指標(biāo)體系。隨著基因組技術(shù)的發(fā)展,以前經(jīng)常使用的檢測(cè)手段已經(jīng)逐漸被特異性強(qiáng)、重復(fù)性好、靈敏度高的技術(shù)所代替。
4.1 實(shí)時(shí)熒光定量PCR法
實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Real Time fluorescence quan-tilative PCR,qRT-PCR)因其高通量、低拷貝等特點(diǎn),被廣泛用于基因表達(dá)和轉(zhuǎn)錄組分析,為揭示植物與病原菌互作機(jī)制、復(fù)雜的生物代謝途徑等方面提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。袁偉等[7]利用qRT-PCR技術(shù)對(duì)含有不同抗病基因番茄材料、感病番茄材料中病毒的含量進(jìn)行分析,運(yùn)用該技術(shù)研發(fā)了番茄對(duì)TYLCD的抵抗性與病毒含量之間的相關(guān)性。
4.2熒光核酸雜交法
熒光核酸雜交法基于與病毒RNA轉(zhuǎn)錄片段瓦補(bǔ)的單鏈DNA片段形成的雙聯(lián)中間體的熒光原位雜交技術(shù)?;静襟E是在5’或3’端設(shè)計(jì)帶有熒光標(biāo)記的探針,隨后固定、雜交、沖洗、共聚焦顯微觀察。熒光核酸雜交法能夠簡(jiǎn)單、快速、廉價(jià)、準(zhǔn)確地對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行檢測(cè),近幾年已被廣泛應(yīng)用于植株內(nèi)或者昆蟲(chóng)體內(nèi)的病毒轉(zhuǎn)錄定位。相對(duì)于傳統(tǒng)的核酸雜交,該方法不需要準(zhǔn)備抗體,不需要組織固定、切片和雜交,能夠節(jié)省大量的時(shí)間,并且不需要同位素標(biāo)記即可得到背景干擾少的可靠數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)安全性大大提升。Murad Chanim等[8]通過(guò)對(duì)TYLCV和PLV病毒進(jìn)行鑒定,驗(yàn)證了這一技術(shù)的簡(jiǎn)單、高效性。
4.3 酶聯(lián)免疫吸附法
酶聯(lián)免疫吸附法是一種建立在免疫學(xué)的基礎(chǔ)上,利用抗原抗體特異性進(jìn)行反應(yīng)檢測(cè)的方法。這種方法主要應(yīng)用有色產(chǎn)物檢測(cè)相應(yīng)的抗原抗體,再利用抗原抗體的特異性進(jìn)行反應(yīng)檢測(cè)。在生產(chǎn)中常用的檢測(cè)法是三抗體夾心ELISA( TAS-ELISA)檢測(cè)法,以不同的TYLC.V作為抗原,該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是酶高效性,可以利用級(jí)聯(lián)性放大試驗(yàn)效果,簡(jiǎn)單義快捷。但是也有不足的地方,因?yàn)樵赥YLCV單克隆抗體制備過(guò)程中比較復(fù)雜而且耗時(shí),存在著假陽(yáng)性反應(yīng),只能檢測(cè)單個(gè)的病毒[9]。
5 防治策略
5.1 加強(qiáng)對(duì)田間的管理,培育優(yōu)質(zhì)壯苗
移栽定植前一定要徹底清理棚內(nèi)外雜草及殘留的植株,使用磷酸三鈉、甲醛等對(duì)棚室進(jìn)行全面消毒,并密閉3rl以上。要想做到無(wú)病毒種植和避開(kāi)煙粉虱高發(fā)期的種植,應(yīng)在番茄生長(zhǎng)期間清除老死的枝葉,一旦發(fā)現(xiàn)有病的馬上拔除,帶出田間和棚外,最好是埋在地下或銷(xiāo)毀。番茄豐收以后要及時(shí)處理棚內(nèi)的田地,對(duì)其進(jìn)行消毒,清除殘留的植株,并深埋地下或者是全部焚燒。在整枝、打權(quán)、摘果時(shí),要先整理健康的植株,再整理有病的植株,手和工具都要先消毒,減少病毒的傳播[10]。
5.2 實(shí)行輪作換茬
輪作換茬不僅可以預(yù)防病害,還可以提高蔬菜質(zhì)量,穩(wěn)定產(chǎn)量。相對(duì)發(fā)病嚴(yán)重的地區(qū)要和至少不是茄科的作物進(jìn)行3年以上的輪作,比如換茬種植黃瓜、西葫蘆、豆角等,最好不使用連作或者是間套作,避免土壤中病毒和殘留物的侵害,減少病株的發(fā)生量[11]。
5.3選擇種植抗病或耐病的優(yōu)質(zhì)品種
番茄一旦感染了黃化曲葉病毒,化學(xué)防治效果太明顯,選擇種植抗病、耐病的優(yōu)質(zhì)品種就成了預(yù)防該病毒的主要措施,優(yōu)質(zhì)品種也要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境進(jìn)行種植?,F(xiàn)階段,國(guó)內(nèi)外大多數(shù)番茄品種均感染黃化曲葉病毒,其抗病基因多存在于野生的番茄種植資源中,我國(guó)通過(guò)傳統(tǒng)和分子育種育成的抗性品種主要有申粉VI、航雜3號(hào)、西農(nóng)2011、寶麗等。
5.4物理和生物防治
設(shè)置隔離網(wǎng)防蟲(chóng),在棚室入口和通風(fēng)口設(shè)置30~40目防蟲(chóng)網(wǎng),減輕炯粉虱的侵入。利用黃板、黃盆誘殺煙粉虱成蟲(chóng),在育苗大棚內(nèi)每隔lO㎡的苗床上懸掛1~2塊黃色粘蟲(chóng)板進(jìn)行監(jiān)測(cè)和誘殺,在高溫季節(jié)可以通過(guò)覆蓋薄膜高溫悶棚的方法除掉殘余蟲(chóng)源。利用煙粉虱捕食性天敵(如小黑瓢蟲(chóng))或寄生性天敵(如麗蚜小蜂)減少炯粉虱數(shù)量,集中統(tǒng)一育苗,合理安排茬口,發(fā)病地塊要避免與茄科類(lèi)蔬菜連作,降低煙粉虱種群密度。
5.5 化學(xué)防治
蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)是開(kāi)展化學(xué)防治的前提,一旦發(fā)現(xiàn)有煙粉虱要及時(shí)進(jìn)行藥劑治療。煙粉虱在一年內(nèi)會(huì)延續(xù)10代,很容易產(chǎn)生抗藥性,并且就憑藥劑有時(shí)也不能同時(shí)預(yù)防幼蟲(chóng)變成蟲(chóng)??梢园褞追N藥劑混合起來(lái)同時(shí)使用,既可選用阿維菌素、撲虱靈等混合藥劑5~7d噴1次,又可選用蕓薹素內(nèi)脂、赤·吲乙·蕓薹、寡糖素等,激活植株體內(nèi)的自身免疫力,抵抗煙粉虱的侵害,促進(jìn)植株迅速健康的生長(zhǎng),減少病害。
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