芋病毒病研究進展

施世明，洪霓

（華中農業大學植物科學技術學院，湖北武漢，430070）

芋 （Colocasia esculentaL.Schott.） 是天南星科（Araceae）芋屬（Colocasia）多年生宿根草本植物，屬典型的無性繁殖作物，又名芋頭、芋艿、毛芋等，原產于中國、印度、馬來半島等熱帶沼澤地區，現在世界各國廣泛種植。芋主要以其膨大的肉質球莖供食用，有的種類葉柄和花梗也可作蔬菜食用，是一種具有地域特色的水生蔬菜。芋多采用球莖無性繁殖，已發現在栽培芋植株上存在多種病毒侵染，有的病毒可通過介體傳播，在長期的無性繁殖過程中植株病毒含量不斷積累、種類增加，導致病毒病為害逐年加重，造成產量和品質下降，出現嚴重的品種退化。因此，隨著芋種植業的不斷發展，對芋病毒病的防治也引起人們的高度重視。本文就芋病毒種類的鑒定、病毒病防治等相關方面的研究現狀進行了概述。

1 芋病毒種類及分類地位

目前，國內外文獻上共報道過的芋病毒有近10種，分別是：①芋花葉病毒 （Dasheen mosaic virus，DsMV），馬鈴薯Y病毒屬 Potyvirus成員[13]。

②芋羽狀斑駁病毒 （Taro feathery mottle virus，TFMoV），馬鈴薯Y病毒屬 Potyvirus的一個暫定種[14]。

③ 香 蕉 束 頂 病 毒 （Banana bunchy top virus，BBTV），環狀 DNA 病毒科（Circoviridae）矮縮病毒屬（Nanovirus）[15]。

④大桿（菌）狀病毒（Taro Large bacilliform virus,TLBV）[16]。

⑤小桿（菌）狀病毒（Taro Small bacilliform virus，TSBV）[16]。

⑥芋葉脈缺綠病毒 （Taro vein chlorosis virus，TaVCV），彈狀病毒科（rhabdovirus）細胞核彈狀病毒屬（Nucleorhabdovirus）[16,21]。

⑦芋桿狀病毒（Taro bacilliform virus，TaBV），花椰菜花葉病毒科（Caulimoviridae）桿狀DNA病毒屬（Badnavirus）[23]。

⑧ 黃 瓜 花 葉 病 毒 （Cucumber mosaic virus，CMV），雀麥花葉病毒科（Bromoviridae）黃瓜花葉病毒屬（Cucumovirus）[7,10]。

⑨芋瘦小病毒（Colocasia bobone disease virus，CBDV）[21]。

⑩ Taro reovirus ，TaRV（暫無漢譯名）[21]。

其中有的病毒還沒有正式確認，因此其分類地位還未明確，如Revill等[21]認為大桿（菌）狀病毒（Taro Large bacilliform virus，TLBV） 和芋瘦小病毒（Colocasia bobone disease virus，CBDV）實際上是同一種病毒。而且有的病毒還存在著爭議，如Ram等[15]認為芋也是香蕉束頂病毒（BBTV）的寄主，只是不表現癥狀，而Hu等[20]通過蚜蟲傳毒試驗，證明芋并不是BBTV的寄主，因此，芋到底是不是BBTV的寄主，還有待進一步的研究確定。國內報道發現的以芋為寄主的病毒只有芋花葉病毒（DsMV）和黃瓜花葉病毒（CMV）[7,10]。 其中芋花葉病毒（DsMV）分布最廣，為害最大。

2 芋主要病毒的生物學、分子生物學特點及檢測方法

芋花葉病毒 （Dasheen mosaic virus，DsMV）于20世紀 60年代由Zettler等在美國佛羅里達州發現并確定為馬鈴薯Y病毒屬（Potyvirus）的成員，是世界上天南星科植物的重要病毒病原，能侵染廣東萬年青屬、海芋屬、魔芋屬、花葉芋屬、芋屬、花燭屬、天南星屬、隱棒花屬、花葉萬年青屬、龜背竹屬、喜林芋屬、苞葉芋屬和馬蹄蓮屬等植物，寄主多達16屬以上，病害遍及世界各地。此病毒可經種苗、種子、機械和蚜蟲等媒介傳播，對主要以無性繁殖為生產方式的植物具有潛在的威脅。由于芋等天南星科作物主要是靠營養繁殖體分株、切割或組織培養來繁殖，所以病毒隨著這些小苗、小芽或植物組織傳播是主要的傳播方式。此外在栽培、田間管理期間的勞作也可造成機械摩擦傳播病毒。自然界中此病毒在天南星科植物間的傳播是靠桃蚜、棉蚜、豆蚜等以非持久方式傳播。

芋花葉病毒（Dasheen mosaic virus，DsMV）病毒粒子呈彎曲線狀，無包膜，長 750 nm，直徑12 nm，呈螺旋對稱結構。病毒粒子中RNA總含量約為5%，蛋白質總含量約為95%。DsMV含有約10 kb的單鏈正義RNA基因組，RNA的5'端有一基因組連結蛋白（VPg），3'端為 Poly（A）結構，該基因組為一長的ORF，可翻譯一個約350 kD的多聚蛋白前體。基因所編碼的蛋白自5'端至3'端分別是31 kD 蛋白，輔助蛋白（HC），胞質內含體蛋白（CI），基因組連結蛋白（Vpg），2個核內含體蛋白（蛋白酶和復制酶）及位于3'非翻譯區上游的外殼蛋白（CP）。

目前常用的病毒檢測方法有：直觀測定法、指示植物接種法、電子顯微鏡檢測法、血清學檢測法和核酸檢測法。其中血清學檢測法主要包括ELISA、快速免疫濾紙測定、免疫膠體金技術、免疫毛細管區帶電泳、免疫PCR等。核酸檢測法主要包括PCR、分子標記、實時RT-PCR和核酸雜交等[4]。而芋病毒由于種類多，復合侵染嚴重，癥狀不明顯，缺乏指示植物，所以直觀測定法和指示植物接種法不但時間長，結果準確性也差。此外，由于對侵染芋的病毒研究尚不夠深入，其不同病毒的生物學、血清學及分子生物學性狀差異還很不明確，因此給檢測方法也帶來了很大的困難。目前，侵染芋的10種病毒中只對芋花葉病毒（DsMV）研究得比較深入，其基因組全長序列已經獲得，其抗體及相應檢測試劑盒也已研制成功[6]，因此其檢測方法相對成熟，而其他病毒有的并不是以芋為主要寄主，如BBTV和CMV，因此其在芋上的檢測方法尚比較缺乏。而另外幾種病毒如TaBV、TaVCV只在國外有過用于PCR檢測的報道[21,23]，在國內尚處于空白。鑒于國內芋產業的發展需要，結合芋及芋病毒的自身特性，筆者認為應著重研究芋病毒的電子顯微鏡檢測法、血清學檢測法及核酸檢測法，以便快速高效地鑒定芋種苗的帶毒情況，減少芋生產過程中由于芋病毒造成的損失，促進芋產業持續健康地快速發展。

3 防治對策

由于缺乏直接殺死芋病毒的農藥，因此對于已經感染病毒的芋植株是無能為力的，結合芋病毒的傳播途徑，具體可從以下3個方面尋找防治對策：培育無病毒種苗、培育抗病毒品種和減少病毒田間傳播。

目前大田生產使用較多的防治方法主要是減少病毒的田間傳播。芋病毒田間傳播介體以蚜蟲和粉蚧為主，因此積極防治田間蚜蟲和粉蚧的發生可有效地阻斷芋病毒的田間傳播，達到良好的防治效果。此外，及時清理田間感染病毒的種球和植株，使用防蟲網進行隔離栽培都是阻止芋病毒田間傳播的有效手段[11]。

芋病毒另一個主要傳播途徑為種傳，也是造成芋生產中損失最大的傳播方式，因此培育無病毒種苗用于生產具有良好的經濟效益。早在20世紀70年代末，日本、美國等就先后研究了芋花葉病毒對芋產量的影響，開始用莖尖離體培養結合高溫脫毒來生產芋脫毒種苗，脫毒種苗經組織培養快繁獲得大量種苗，在隔離條件下繁殖成一級、二級種球，供農戶種植，顯著提高了芋產量和品質。我國相關研究起步較晚，從20世紀90年代開始陸續有科研單位開展芋莖尖脫毒培養技術研究[12]。目前，武漢市蔬菜科學研究所所主持的科研項目《脫毒芋種苗工廠化生產》已經完成，利用莖尖培養、化學制劑處理建立了芋脫毒培養技術，提出了脫毒試管苗和試管芋的育苗技術和方法，并制定了“脫毒種芋繁殖技術規程”和“脫毒芋栽培技術規程”2個地方標準，經推廣應用，明顯提高了芋產量及品質。

培育抗病毒品種是防治作物病蟲害的另一有效途徑，只是利用傳統的自然變異育種、輻射育種和雜交育種等方法對病毒病的防治效果不大，但生物技術的發展使得轉基因育種成為可能。篩選作物種質資源中的抗病毒基因和源于病原的抗性基因是獲得抗性基因的2種主要途徑，但自然界中高抗病毒的基因很難篩選，因此育種中常用的是源于病原的抗性基因，如外殼蛋白介導的抗性、移動蛋白介導的抗性、復制酶介導的抗性、衛星RNA介導的病毒抗性、反義RNA與缺陷RNA介導抗性及利用RNA沉默獲得病毒抗性，該技術已應用在番木瓜、西瓜、黃瓜等作物上[19]。雖然目前利用培育抗病毒品種來防治芋病毒病的研究還未見報道，但必將是今后的發展方向之一。

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