趙付枚，王爽，田雨婷，喬奇，王永江，張德勝，張振臣

甘薯病毒病發(fā)生關(guān)鍵因素研究

趙付枚，王爽，田雨婷，喬奇，王永江，張德勝，張振臣

河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/河南省農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北南部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450002

【】明確甘薯種薯攜帶的病毒種類(lèi)與苗期病毒病發(fā)生率和嚴(yán)重度之間的關(guān)系，以及甘薯田煙粉虱發(fā)生量和帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)系，建立甘薯苗期病毒病預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法和種薯質(zhì)量早期預(yù)警技術(shù)，為甘薯無(wú)病毒種薯生產(chǎn)和病毒病防控提供理論依據(jù)。利用PCR和RT-PCR方法對(duì)隨機(jī)采集的不同來(lái)源的甘薯種薯進(jìn)行病毒檢測(cè)，檢測(cè)的病毒種類(lèi)包括馬鈴薯Y病毒屬（）的甘薯羽狀斑駁病毒（sweet potato feathery mottle virus，SPFMV）、甘薯病毒C（sweet potato virus C，SPVC）、甘薯病毒G（sweet potato virus G，SPVG）、甘薯潛隱病毒（sweet potato latent virus，SPLV）和甘薯病毒2（sweet potato virus 2，SPV2），毛形病毒屬（）的甘薯褪綠矮化病毒（sweet potato chlorotic stunt virus，SPCSV）和黃瓜花葉病毒屬（）的黃瓜花葉病毒（cucumber mosaic virus，CMV）以及甘薯雙生病毒（sweepoviruses）等我國(guó)甘薯上常見(jiàn)的8類(lèi)主要病毒。然后對(duì)檢測(cè)的種薯進(jìn)行育苗，出苗后調(diào)查薯苗的發(fā)病情況，分析種薯攜帶的病毒種類(lèi)與苗期病害嚴(yán)重度之間的關(guān)系。2018年和2019年分別在河南、寧夏和陜西等地設(shè)置試驗(yàn)點(diǎn)，種植背景相同的甘薯品種商薯19原原種苗和脫毒試管苗，在甘薯生長(zhǎng)期，采用黃板誘蟲(chóng)法調(diào)查各試驗(yàn)點(diǎn)煙粉虱發(fā)生量并采集煙粉虱活體，檢測(cè)煙粉虱SPCSV帶毒率。種薯收獲后，隨機(jī)取樣對(duì)種薯SPCSV帶毒率進(jìn)行檢測(cè)，分析甘薯田煙粉虱發(fā)生量和帶毒率對(duì)種薯帶毒的影響。在檢測(cè)的665塊甘薯種薯中，有463塊種薯攜帶病毒，育苗后有333塊種薯的薯苗表現(xiàn)出葉片黃化、明脈、皺縮和植株矮化等病毒病癥狀。當(dāng)種薯攜帶一種或多種馬鈴薯Y病毒屬病毒時(shí)，薯苗病毒病癥狀主要為0—1級(jí)（其中，0級(jí)占60.6%；1級(jí)占31.8%）；當(dāng)種薯攜帶甘薯雙生病毒或甘薯雙生病毒與馬鈴薯Y病毒屬病毒的組合時(shí), 薯苗病毒病癥狀主要為0—1級(jí)（其中，0級(jí)占55.3%；1級(jí)占32.9%）；當(dāng)種薯攜帶SPCSV時(shí)，苗期病毒病癥狀顯著加重，特別是當(dāng)種薯同時(shí)攜帶SPCSV與馬鈴薯Y病毒屬病毒時(shí)，薯苗顯癥率為100.0%，癥狀主要為3—9級(jí)（其中，3級(jí)和5級(jí)占49.0%、7級(jí)和9級(jí)占51.0%）。連續(xù)2年田間試驗(yàn)結(jié)果表明，甘薯田煙粉虱發(fā)生量和帶毒率與種薯帶毒率密切相關(guān)，回歸方程為=9.6281+0.0082+6.537，2=0.914，其中，為種薯SPCSV的帶毒率，1為煙粉虱帶毒率，2為煙粉虱發(fā)生量。種薯攜帶SPCSV是苗期病毒病嚴(yán)重發(fā)生的關(guān)鍵因素，當(dāng)種薯同時(shí)攜帶SPCSV與馬鈴薯Y病毒屬病毒時(shí)，薯苗病毒病顯癥率和嚴(yán)重度顯著增加。甘薯田煙粉虱發(fā)生量和SPCSV帶毒率與種薯帶毒率密切相關(guān)，煙粉虱是影響種薯攜帶SPCSV的關(guān)鍵因素。

甘薯病毒病；種薯；煙粉虱；甘薯褪綠矮化病毒；預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)

0 引言

【研究意義】甘薯作為重要的糧食、飼料、工業(yè)食品原料以及新型能源作物，在世界范圍內(nèi)種植廣泛[1]。據(jù)FAOSTAT（2018）統(tǒng)計(jì)，我國(guó)是世界上最大的甘薯生產(chǎn)國(guó)，種植面積約占世界甘薯種植面積的50%[2]。病毒病是甘薯上的一類(lèi)重要病害，是導(dǎo)致甘薯產(chǎn)量降低和種性退化的主要因素之一。甘薯病毒病在世界范圍內(nèi)每年約造成20%—40%的產(chǎn)量損失，在一些非洲國(guó)家可達(dá)100%[3-4]。據(jù)山東、江蘇、河南等地的調(diào)查結(jié)果，我國(guó)由病毒病造成的甘薯產(chǎn)量損失一般為20%—30%，嚴(yán)重的可達(dá)50%以上[5]。病毒病已成為制約我國(guó)甘薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的主要限制因素之一。因此，研究影響甘薯病毒病發(fā)生的關(guān)鍵因素，建立預(yù)警技術(shù)，對(duì)于甘薯病毒病的有效防控具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】目前，世界范圍內(nèi)已報(bào)道的甘薯病毒有30多種，分屬于9個(gè)病毒科[2,6]。我國(guó)已報(bào)道的甘薯病毒至少有20種[2,7-10]，主要包括馬鈴薯Y病毒屬（）的甘薯羽狀斑駁病毒（sweet potato feathery mottle virus，SPFMV）、甘薯病毒C（sweet potato virus C，SPVC）、甘薯病毒G（sweet potato virus G，SPVG）、甘薯潛隱病毒（sweet potato latent virus，SPLV）和甘薯病毒2（sweet potato virus 2，SPV2），毛形病毒屬（）的甘薯褪綠矮化病毒（sweet potato chlorotic stunt virus，SPCSV），菜豆金色花葉病毒屬（）的甘薯曲葉病毒（sweet potato leaf curl virus，SPLCV）、甘薯加納利曲葉病毒（sweet potato leaf curl Canary virus，SPLCCV）、甘薯中國(guó)曲葉病毒（sweet potato leaf curl China virus，SPLCCNV）、甘薯喬治亞曲葉病毒（sweet potato leaf curl Georgia virus，SPLCGoV）、甘薯廣西曲葉病毒（sweet potato leaf curl Guangxi virus，SPLCGV）、甘薯河南曲葉病毒（sweet potato leaf curl Henan virus，SPLCHnV）、甘薯湖北曲葉病毒（sweet potato leaf curl Hubei virus，SPLCHbV）、甘薯四川曲葉病毒1（sweet potato leaf curl Sichuan virus 1，SPLCSiV-1）、甘薯四川曲葉病毒2（sweet potato leaf curl Sichuan virus 2，SPLCSiV-2）和甘薯山東曲葉病毒（sweet potato leaf curl Shandong virus，SPLCSdV），以及黃瓜花葉病毒屬（）的黃瓜花葉病毒（cucumber mosaic virus，CMV）等[9,11-13]。侵染甘薯的馬鈴薯Y病毒屬病毒基因組為單鏈正義RNA[14]，主要由蚜蟲(chóng)以非持久方式傳播。甘薯上的SPCSV基因組為雙組分單鏈正義RNA，主要通過(guò)煙粉虱（）以半持久方式傳播。侵染甘薯的菜豆金色花葉病毒屬病毒與侵染其他植物的菜豆金色花葉病毒屬病毒明顯不同，把這類(lèi)病毒稱(chēng)之為“sweepoviruses”[15-16]。Sweepoviruses基因組為單鏈環(huán)狀DNA，主要通過(guò)煙粉虱以持久方式進(jìn)行傳播。由于甘薯是無(wú)性繁殖作物，病毒會(huì)通過(guò)塊根等營(yíng)養(yǎng)繁殖體進(jìn)行世代傳遞[17]。我國(guó)大部分甘薯種植區(qū)多采用以甘薯的塊根作為種薯進(jìn)行育苗的方式為大田生產(chǎn)提供種苗，苗床期病毒病的發(fā)生不僅影響種苗質(zhì)量和供應(yīng)，攜帶病毒的種苗也會(huì)成為病毒在田間擴(kuò)散的主要侵染源[1]。目前對(duì)甘薯病毒病的防控主要采用培育和種植脫毒甘薯的方法。脫毒甘薯的培育主要包括莖尖培養(yǎng)、病毒檢測(cè)、脫毒試管苗快繁以及原原種、原種和良種繁育等環(huán)節(jié)。脫毒甘薯種薯在繁育過(guò)程中，由于煙粉虱等介體昆蟲(chóng)的傳毒，會(huì)再次感染病毒[18-19]。Ogero等[20]研究表明，防蟲(chóng)網(wǎng)可有效減少甘薯種薯因病毒引起的退化。Adikini等[21]研究顯示，SPFMV和SPCSV可以從感病甘薯植株上移動(dòng)到塊根中，導(dǎo)致從塊根上萌發(fā)的薯苗發(fā)病?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，甘薯種薯上攜帶的病毒種類(lèi)與苗期病毒病發(fā)生之間的關(guān)系，以及甘薯田煙粉虱發(fā)生量和帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)系尚不清楚，無(wú)法對(duì)種薯質(zhì)量和苗期病毒病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行早期預(yù)警，導(dǎo)致種薯繁育和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)較大?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】明確甘薯種薯攜帶的病毒種類(lèi)與苗期病毒病發(fā)生率和嚴(yán)重度之間的關(guān)系，以及田間煙粉虱發(fā)生量和帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)系，建立甘薯苗期病毒病預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法和種薯質(zhì)量早期預(yù)警技術(shù)，以期為甘薯無(wú)病毒種薯生產(chǎn)和病毒病防控提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

供試甘薯品種為商薯19。Ezup柱式植物基因組DNA抽提試劑盒購(gòu)自生工生物工程（上海）股份有限公司；植物Total RNA抽提試劑盒（Plant Total RNA Purification Kit）購(gòu)自GMbiolab公司；cDNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒（RevertAid Reverse Transcriptase）購(gòu)自Thermo Scientific公司；煙粉虱Total RNA提取試劑（RNAiso Plus）和Premix Taq購(gòu)自大連寶生物工程有限公司；PCR產(chǎn)物純化試劑盒購(gòu)自美國(guó)Omega Bio-tek公司。

1.2 方法

1.2.1 種薯取樣及育苗 2017—2018連續(xù)2年對(duì)保存在薯窖中不同來(lái)源的種薯隨機(jī)取樣，將抽取的薯塊（種薯）用流水清洗干凈、晾干并編號(hào)，然后用滅菌的解剖刀在薯塊中部取樣，挖取大小約為1 cm×1 cm×1 cm的薯皮及其相連的薯肉，用液氮磨成粉狀，保存于-70℃超低溫冰箱中用于核酸提取及病毒檢測(cè)。將取樣后的種薯在營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)育苗，每缽一薯，營(yíng)養(yǎng)缽編號(hào)與薯塊編號(hào)一一對(duì)應(yīng)，放置于溫室中，溫室溫度為28—30℃，光照16 h·d-1；出苗后調(diào)查記載癥狀類(lèi)型和病害級(jí)別。病毒病嚴(yán)重度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：0級(jí)：植株無(wú)任何病毒病癥狀；1級(jí)：植株部分葉片表現(xiàn)出輕度皺縮或花葉；3級(jí)：植株全部或大部分葉片皺縮、黃化或花葉，新葉明脈，植株輕度矮化；5級(jí)：植株全株葉片變小、輕度畸形、皺縮、明脈，或伴有黃化癥狀，植株明顯矮化；7級(jí)：植株全株葉片變小、明顯畸形、皺縮、明脈，或伴有黃化癥狀，植株嚴(yán)重矮化；9級(jí)：植株全株葉片變小、嚴(yán)重畸形、皺縮和明脈，葉片卷曲，植株嚴(yán)重矮化。

1.2.2 引物設(shè)計(jì)及合成 根據(jù)NCBI GenBank中SPFMV、SPVC、SPVG、SPLV、SPV2、CMV、SPCSV和sweepoviruses基因組序列，利用DNAMAN軟件進(jìn)行序列比較，設(shè)計(jì)上述病毒的特異性檢測(cè)引物（表1），引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成。

1.2.3 樣品核酸提取及病毒檢測(cè) 種薯總DNA和總RNA分別采用Ezup柱式植物基因組DNA抽提試劑盒和Plant Total RNA Purification Kit進(jìn)行提??；用滅菌過(guò)的牙簽將凍存于-70℃冰箱中的煙粉虱分裝于液氮預(yù)冷的1.5 ml離心管中，每管一頭，用滅菌過(guò)的塑料離心管研磨棒將樣品組織研磨成粉狀后，利用RNAiso Plus提取單頭煙粉虱總RNA；以上具體操作步驟嚴(yán)格按照各試劑盒所附的說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。核酸濃度和質(zhì)量通過(guò)NanoVue Plus超微量分光光度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。

采用PCR和RT-PCR方法檢測(cè)樣品中的病毒種類(lèi)，種薯樣品共檢測(cè)SPFMV、SPVC、SPVG、SPLV、SPV2、CMV、SPCSV和sweepoviruses 8類(lèi)病毒，煙粉虱樣品主要檢測(cè)SPCSV。對(duì)于RNA病毒，先以提取的樣品總RNA為模板，利用RevertAid Reverse Transcriptase，采用隨機(jī)引物或反向引物反轉(zhuǎn)錄合成病毒cDNA。以各種病毒的特異性引物（表1）進(jìn)行PCR反應(yīng)檢測(cè)樣品的帶毒情況。PCR體系20 μL：10 μL 2×Premix TaqTM，正反向引物（5 μmol·L-1）各2 μL，上述合成的cDNA或DNA病毒核酸模板2 μL。PCR反應(yīng)條件：95℃預(yù)變性 5 min；95℃變性30 s，56℃退火30 s，72℃延伸1 min，循環(huán)35次；72℃再延伸7 min。用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物，AlphaImager Mini（ProteinSimple，USA）凝膠成像儀觀察，記錄檢測(cè)結(jié)果。對(duì)部分PCR擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行回收純化，純化后的PCR產(chǎn)物委托生工生物工程（上海）股份有限公司直接測(cè)序，檢測(cè)所擴(kuò)增片段的特異性。

表1 引物序列及擴(kuò)增片段大小

1.2.4 田間試驗(yàn)方法 （1）供試種苗：2018年試驗(yàn)用種苗為商薯19的脫毒原原種苗，2019年為商薯19的脫毒試管苗。每年3—6月在連棟溫室內(nèi)育苗或進(jìn)行脫毒試管苗的繁殖，供大田試驗(yàn)用。

（2）田間種植：2018年共在全國(guó)設(shè)置了3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，包括寧夏銀川西夏區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)（N38°25′55″，E106°02′28″）、河南延津試驗(yàn)點(diǎn)（N35°15′56″，E114°11′57″）和河南原陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)（N35°0′35″，E113°42′31″）；2019年共在全國(guó)設(shè)置了7個(gè)大田試驗(yàn)點(diǎn)，包括寧夏銀川西夏區(qū)試驗(yàn)點(diǎn)（N38°25′55″，E106°02′28″）、陜西榆林試驗(yàn)點(diǎn)（N38°29′34″，E109°30′04″）、河南延津試驗(yàn)點(diǎn)（N35°16′27″，E114°12′41″；N35°15′56″，E114°11′57″）、河南溫縣試驗(yàn)點(diǎn)（N35°01′35″，E113°05′17″）和河南原陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)（N35°0′35″，E113°42′31″；N35°0′25″，E113°41′28″）。試驗(yàn)地土質(zhì)均為沙壤土，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)面積均為666.7 m2左右，6月上旬大田種植，種植密度3 000株/666.7 m2左右，進(jìn)行常規(guī)田間管理。

（3）田間煙粉虱調(diào)查方法：利用黃板誘集法調(diào)查甘薯田煙粉虱發(fā)生量。具體方法為每年的7月上中旬煙粉虱初發(fā)生時(shí)開(kāi)始懸掛黃色誘蟲(chóng)板，黃色誘蟲(chóng)板規(guī)格為40 cm×25 cm。將黃色誘蟲(chóng)板的下緣高于薯苗5—10 cm進(jìn)行懸掛，密度為每666.7 m2安插20塊誘蟲(chóng)板，每10 d調(diào)查一次，記錄每塊誘蟲(chóng)板上誘集的煙粉虱數(shù)量（頭/黃板），并更換新的誘蟲(chóng)板。

（4）煙粉虱活體采集和帶毒率檢測(cè)：調(diào)查甘薯田煙粉虱數(shù)量的同時(shí)，采集煙粉虱活體用于檢測(cè)煙粉虱帶毒率。方法為利用一次性塑料餐盒，在試驗(yàn)田隨機(jī)采樣，一只手拿著餐盒，另一只手拿著盒蓋輕拍葉片，迅速捕捉飛起的煙粉虱，將煙粉虱帶回實(shí)驗(yàn)室置于-70℃保存?zhèn)溆谩煼凼瓨悠返牟《緳z測(cè)方法同1.2.3。每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)每次檢測(cè)100頭煙粉虱。煙粉虱的帶毒率（%）= PCR陽(yáng)性煙粉虱頭數(shù)/檢測(cè)總頭數(shù)×100。

（5）種薯收獲及病毒檢測(cè)：每年的10月上旬分別將上述各試驗(yàn)點(diǎn)的種薯收獲，收獲后，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)隨機(jī)抽取100塊種薯，分別用解剖刀挖取薯塊中部部分薯皮及其相連的薯肉，用液氮磨成粉狀，保存于-70℃超低溫冰箱中用于核酸提取。種薯樣品的病毒檢測(cè)方法同1.2.3。種薯的帶毒率（%）= PCR陽(yáng)性種薯塊數(shù)/檢測(cè)總塊數(shù)×100。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件的相關(guān)分析功能對(duì)煙粉虱發(fā)生量和帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

2.1 甘薯種薯帶毒情況分析

對(duì)隨機(jī)抽取不同來(lái)源的665塊種薯進(jìn)行了病毒檢測(cè)。結(jié)果表明，665塊種薯中共有463塊種薯攜帶病毒，帶毒率為69.6%。其中，SPCSV的檢出率最高，為48.1%；sweepoviruses、SPFMV、SPVG、SPLV、SPV2、SPVC和CMV的檢出率分別為23.2%、28.7%、3.6%、2.1%、1.8%、9.3%和0.6%（表2）。檢測(cè)結(jié)果表明，病毒復(fù)合侵染種薯的現(xiàn)象很普遍，665塊種薯中共有218塊種薯檢測(cè)到2種或2種以上目標(biāo)病毒，病毒復(fù)合侵染率達(dá)32.8%。

2.2 甘薯種薯帶毒種類(lèi)與苗期病毒病顯癥率和嚴(yán)重度之間的關(guān)系

種薯帶毒種類(lèi)與苗期病毒病顯癥率和嚴(yán)重度之間的關(guān)系見(jiàn)表3。463塊帶毒種薯育苗后有333塊薯苗表現(xiàn)葉片黃化、明脈、皺縮和植株矮化等病毒病癥狀，帶毒種薯病毒病顯癥率為71.9%。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)種薯攜帶一種或多種馬鈴薯Y病毒屬病毒時(shí)，薯苗主要表現(xiàn)0—1級(jí)癥狀（其中0級(jí)占60.6%；1級(jí)占31.8%）；當(dāng)種薯攜帶sweepoviruses或sweepoviruses與馬鈴薯Y病毒屬病毒的組合時(shí)，薯苗癥狀主要表現(xiàn)為0—1級(jí)（其中，0級(jí)占55.3%，1級(jí)占32.9%）；當(dāng)種薯攜帶SPCSV時(shí)，苗期病毒病癥狀顯著加重，無(wú)癥薯苗較少，3級(jí)以上重癥薯苗顯著增加，特別是當(dāng)種薯攜帶SPCSV與馬鈴薯Y病毒屬病毒的組合時(shí)，薯苗顯癥率為100.0%，癥狀主要為3—9級(jí)（其中，3—5級(jí)占49.0%、7—9級(jí)占51.0%），說(shuō)明種薯攜帶SPCSV是甘薯苗期病毒病嚴(yán)重顯癥的關(guān)鍵因素。

2.3 甘薯田煙粉虱發(fā)生量和SPCSV帶毒率與種薯SPCSV帶毒率之間的關(guān)系

2018年利用背景相同的脫毒甘薯原原種苗在全國(guó)3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明，原陽(yáng)和延津2個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的煙粉虱發(fā)生量較高，平均每塊黃板上的煙粉虱數(shù)量分別為276.2頭和376.8頭，煙粉虱SPCSV帶毒率分別為3.0%和4.0%，其對(duì)應(yīng)的種薯SPCSV帶毒率也較高，分別為30.4%和47.7%；寧夏銀川試驗(yàn)點(diǎn)平均每塊黃板上的煙粉虱數(shù)量為80.6頭，煙粉虱中未檢出病毒，其對(duì)應(yīng)的種薯SPCSV帶毒率為14.8%（表4）。

表2 種薯甘薯病毒PCR 和RT-PCR檢測(cè)

表3 種薯帶毒種類(lèi)與薯苗病毒病嚴(yán)重度之間關(guān)系

2019年利用背景相同的脫毒甘薯試管苗在全國(guó)7個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明，2019年煙粉虱在河南省嚴(yán)重發(fā)生，河南的原陽(yáng)、溫縣和延津共5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)在甘薯生長(zhǎng)前期（8月9日）、中期（8月29日）和后期（9月27日）的蟲(chóng)口密度一直較高，例如，原陽(yáng)試驗(yàn)點(diǎn)（試驗(yàn)點(diǎn)1）8月29日調(diào)查的平均每塊黃板上的煙粉虱數(shù)量達(dá)到了5 461.2頭。5個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)煙粉虱平均帶毒率也較高，介于2.3%—8.0%，其相應(yīng)的種薯SPCSV帶毒率也較高，介于38.0%—96.0%；寧夏銀川試驗(yàn)點(diǎn)只在甘薯生長(zhǎng)中期有少量煙粉虱發(fā)生，8月29日調(diào)查的平均每塊黃板上的煙粉虱數(shù)量?jī)H為537.2頭，煙粉虱中未檢出病毒，其相應(yīng)的種薯SPCSV帶毒率也較低，僅為10.0%；陜西榆林試驗(yàn)點(diǎn)在甘薯整個(gè)生育期均未發(fā)現(xiàn)煙粉虱的發(fā)生，其相應(yīng)的種薯上也未檢出SPCSV，種薯帶毒率為0（表5）。

以上2年試驗(yàn)結(jié)果表明，甘薯田煙粉虱發(fā)生量和帶毒率與種薯帶毒率密切相關(guān)。根據(jù)甘薯田煙粉虱發(fā)生量和煙粉虱帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)系，利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行多元線(xiàn)性回歸分析，甘薯田煙粉虱發(fā)生量和煙粉虱帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)系為：=9.6281+0.0082+6.537，2=0.914，其中，為種薯SPCSV的帶毒率，1為煙粉虱帶毒率，2為煙粉虱發(fā)生量（頭/黃板）。

表4 2018年田間煙粉虱發(fā)生量和SPCSV帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)系

3 討論

本研究通過(guò)對(duì)甘薯種薯帶毒種類(lèi)的分析，明確了甘薯種薯帶毒種類(lèi)與薯苗病毒病發(fā)生之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)種薯攜帶SPCSV是甘薯苗期病毒病嚴(yán)重發(fā)生的關(guān)鍵因素。據(jù)此可通過(guò)對(duì)種薯帶毒情況的檢測(cè)，預(yù)測(cè)苗期病毒病的發(fā)生率和嚴(yán)重度，對(duì)病毒病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)對(duì)存在較大風(fēng)險(xiǎn)的種薯進(jìn)行質(zhì)量管控，不僅可以達(dá)到防控甘薯病毒病的目的，也可有效降低種薯繁育和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。煙粉虱是傳播SPCSV的主要介體昆蟲(chóng)，為了明確甘薯田煙粉虱對(duì)種薯帶毒的影響，本研究通過(guò)在全國(guó)煙粉虱發(fā)生量不同的地區(qū)設(shè)置試驗(yàn)點(diǎn)，明確了甘薯田煙粉虱發(fā)生量和帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)聯(lián)性，根據(jù)二者之間的關(guān)系，可以在種薯繁育過(guò)程中根據(jù)繁種田煙粉虱發(fā)生量和帶毒率對(duì)種薯感染SPCSV的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以便及時(shí)采取措施減少SPCSV感染種薯，達(dá)到防止甘薯病毒病發(fā)生和流行的目的。

表5 2019年田間煙粉虱發(fā)生量和SPCSV帶毒率與種薯帶毒率之間的關(guān)系

已有報(bào)道表明，SPCSV可與馬鈴薯Y病毒屬、菜豆金色花葉病毒屬等多個(gè)屬的病毒發(fā)生協(xié)生作用[22-23]。Karyeija[24]等研究表明，當(dāng)SPCSV與SPFMV復(fù)合侵染甘薯植株時(shí)，SPFMV的含量比SPFMV單獨(dú)侵染時(shí)增加600倍。SPCSV與SPFMV協(xié)生共侵染會(huì)引起甘薯復(fù)合病毒?。╯weet potato virus disease，SPVD）的發(fā)生，導(dǎo)致甘薯嚴(yán)重減產(chǎn)。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)甘薯種薯同時(shí)攜帶SPCSV與SPFMV、SPVC、SPVG、SPLV、SPV2等馬鈴薯Y病毒屬病毒時(shí)，育苗后薯苗的病毒病嚴(yán)重度會(huì)顯著增加，薯苗全部顯癥，而且癥狀嚴(yán)重度均為3級(jí)以上。當(dāng)種薯同時(shí)攜帶SPCSV和sweepoviruses時(shí)，薯苗顯癥率和嚴(yán)重度均有所增加，癥狀嚴(yán)重度在3級(jí)以上的薯苗達(dá)60.7%，說(shuō)明SPCSV與馬鈴薯Y病毒屬和sweepoviruses病毒發(fā)生了協(xié)生作用，但SPCSV與馬鈴薯Y病毒屬和sweepoviruses病毒在種薯內(nèi)相互作用的機(jī)制還不清楚，有待進(jìn)一步研究。

本研究從不同來(lái)源的種薯上檢測(cè)到了8類(lèi)甘薯主要病毒，而且多種病毒復(fù)合侵染現(xiàn)象非常普遍，說(shuō)明種薯是甘薯病毒良好的儲(chǔ)備庫(kù)和主要的侵染源。帶毒種薯育苗引起苗期發(fā)病，病苗移栽到大田后形成發(fā)病中心，然后通過(guò)煙粉虱等介體昆蟲(chóng)進(jìn)行田間傳播，形成新一代種薯帶毒，帶毒種薯引起第二年春季育苗期發(fā)病。據(jù)此可提出甘薯病毒病的病害循環(huán)特征，即甘薯病毒在種薯-薯苗-大田植株-種薯間循環(huán)傳播。因此，甘薯病毒病的防控策略除了培育無(wú)病毒種薯外，還需加強(qiáng)苗期病毒病的識(shí)別，發(fā)現(xiàn)疑似病株及時(shí)拔除銷(xiāo)毀，防止病苗栽入大田，可有效減少大田病毒病的發(fā)生和傳播。

近年來(lái)煙粉虱的大發(fā)生和粉虱傳甘薯病毒的增多給無(wú)病毒種薯的繁育帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。煙粉虱作為我國(guó)重要農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)[25]，近10年來(lái)其發(fā)生呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，煙粉虱MED隱種（Mediterranean，MED）由于能快速產(chǎn)生抗藥性及較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力而逐漸取代MEAM1隱種（Middle East-AsiaMinor1，MEAM1）成為田間優(yōu)勢(shì)種群[26-29]，煙粉虱MED隱種的獲毒和持毒能力高于煙粉虱MEAM1隱種[30]。雖然有報(bào)道防蟲(chóng)網(wǎng)可有效減少甘薯種薯因病毒引起的退化[19]，但防蟲(chóng)網(wǎng)內(nèi)煙粉虱的防治仍是一個(gè)難題。目前國(guó)內(nèi)外在減少馬鈴薯種薯的病毒感染方面有比較成功的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)典型的例子就是在英國(guó)實(shí)施的馬鈴薯證書(shū)計(jì)劃，幾十年來(lái)，該計(jì)劃使馬鈴薯產(chǎn)量增長(zhǎng)了2—3倍，其產(chǎn)量的增長(zhǎng)主要?dú)w功于將馬鈴薯無(wú)病毒種薯的繁育在不利于蚜蟲(chóng)早期遷移和繁殖的蘇格蘭部分地區(qū)進(jìn)行，使病毒感染率下降[31]。我國(guó)馬鈴薯種薯的繁育也多在西北和東北等冷涼地區(qū)進(jìn)行[32-33]。因此，甘薯無(wú)病毒種薯的繁育可借鑒馬鈴薯的經(jīng)驗(yàn)。李?lèi)?ài)賢等[34]嘗試在陜西榆林等冷涼地區(qū)繁育無(wú)病毒甘薯種薯，發(fā)現(xiàn)在陜西榆林地區(qū)繁育的種薯苗期病毒病發(fā)病率明顯低于內(nèi)陸地區(qū)的種苗，據(jù)此提出了甘薯種薯“東種西繁”的模式。但由于受甘薯生長(zhǎng)特性、繁種成本以及煙粉虱北移等因素的影響，甘薯無(wú)病毒種薯繁育模式仍需進(jìn)一步探索。

4 結(jié)論

種薯攜帶SPCSV是苗期病毒病嚴(yán)重發(fā)生的關(guān)鍵因素，當(dāng)種薯同時(shí)攜帶SPCSV與馬鈴薯Y病毒屬病毒時(shí)，薯苗病毒病顯癥率和嚴(yán)重度顯著增加。甘薯田煙粉虱發(fā)生量和SPCSV帶毒率與種薯帶毒率密切相關(guān)，煙粉虱是影響種薯攜帶SPCSV的關(guān)鍵因素。

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An investigation into key factors influencing the occurrence of virus disease in sweet potato

ZHAO Fumei,WANG Shuang, TIAN Yuting, QIAO Qi, WANG Yongjiang, ZHANG Desheng, ZHANG Zhenchen

Institute of Plant Protection, Henan Academy of Agricultural Sciences/Henan Key Laboratory of Crop Pest Control/IPM Key Laboratory in Southern Part of North China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Zhengzhou 450002

【】This study aimed to clarify the relationship between sweet potato virus types in storage roots and virus incidence and severity on root sprouts, and the relationship between numbers and SPCSV-carrying rate ofand SPCSV-carrying rate of storage roots, establish the prediction method and early warning technology for viral disease in sweet potato seedlings, so as to provide the theoretical basis for virus-free storage root production, and prevention and control of virus disease in sweet potato.【】PCR and RT-PCR were performed to detect eight major sweet potato viruses including sweet potato feathery mottle virus(SPFMV), sweet potato virus C (SPVC), sweet potato virus G (SPVG), sweet potato latent virus(SPLV) and sweet potato virus 2 (SPV2) in the genus of, sweet potato chlorotic stunt virus (SPCSV) in the genus of, cucumber mosaic virus (CMV) in the genus of,and sweepoviruses in the genus ofin China in storage roots collected from different sources. The PCR-detected roots were planted in plastic pots and allowed to sprout under greenhouse conditions. The types and severity scores of viral symptoms on root sprouts were surveyed and recorded to analyze the relationship between virus species in roots and virus symptom severity on root sprouts. Virus-eliminated sweet potato cultivar Shangshu 19 (S19) plants with the same source were cultivated in the different locations in Henan, Ningxia and Shaanxi in 2018 and 2019. The number ofin each test site was calculated by using yellow sticky traps, and was sampled for SPCSV detection during the growth period of sweet potato. The roots selected randomly from each test site were used for SPCSV detection after harvesting to analyze the relationship between numbers and SPCSV-carrying rate ofand SPCSV-carrying rate of storage roots.【】Of the 665 storage roots, 463 were infected with one or more of the eight viruses. After root sprouting, visual symptoms, such as leaf chlorosis, vein-clearing, rugosity and stunting were observed on the 333 root sprouts. Virus severity scores on root sprouts ranged from 0 to 1 (60.6% for score of 0 and 31.8% for score of 1) when roots were infected with potyvirus (es). Virus severity scores on root sprouts ranged from 0 to 1 (55.3% for score of 0 and 32.9% for score of 1) when roots were infected with sweepoviruses or co-infected with sweepoviruses and potyvirus (es). Root sprouts were observed with more severe symptoms when roots carried SPCSV, especially the combination of SPCSV and potyvirus (es), which caused visible symptoms on all sprouts with severity scores from 3 to 9 (49.0% for scores of 3 and 5, 51.0% for scores of 7 and 9). Results from two successive years field trial revealed that there was a positive correlation between SPCSV-carrying rate (1) and numbers (2) ofand SPCSV-carrying rate () of storage roots, and the equation of linear regression was=9.6281+0.0082+6.537,2=0.914.【】Storage root carrying SPCSV is the key factor for serious occurrence of sweet potato viruses at seedling stage. Viral symptom appearance rate and severity scores increase significantly when roots are co-infected with SPCSV and potyvirus (es). There is a positive correlation between SPCSV-carrying rate and numbers ofand SPCSV-carrying rate of storage roots, indicating thatisthe key factor influencing the SPCSV-carrying rate of storage root.

virus disease of sweet potato; storage root;; sweet potato chlorotic stunt virus (SPCSV); forecast

10.3864/j.issn.0578-1752.2021.15.008

2020-11-25；

2021-02-07

國(guó)家甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（CARS-10-B13）、河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院優(yōu)秀青年科技基金（2020YQ23）

趙付枚，E-mail：woshifumei@163.com。通信作者張振臣，E-mail：zhangzhenchen@126.com

（責(zé)任編輯 岳梅）