番茄黃化曲葉病及抗病育種研究概況

摘要：番茄黃化曲葉病是熱帶、亞熱帶地區最具毀滅性的番茄病毒病之一。隨著保護地的發展，溫室煙粉虱在北方保護地越冬、傳播、危害，現已成為影響我國乃至全世界番茄生產的主要限制因素之一。從番茄黃化曲葉病毒病為害情況、病毒研究概況、抗病品種選育進展等方面進行了綜合闡述。

關鍵詞：番茄黃化曲葉病；研究概況；煙粉虱；抗性；分子標記

番茄黃化曲葉病最早在1939年發現于以色列約旦河一帶，1964年被正式命名為番茄黃化曲葉病(tomatoyellowleafcurldisease，TYLCD)。首次在以色列約旦河一帶被發現時，因發生范圍較小，并未引起人們注意。然而隨著其傳播媒介β-型煙粉虱的出現及全球氣候變暖、溫室周年栽培、國際貿易等因素的影響，該病害在世界各地迅速蔓延開來，現已蔓延至中東、地中海沿岸、東亞、南亞、非洲、歐洲、中美洲和美國、澳大利亞等眾多地區與國家，現已成為熱帶、亞熱帶地區最具毀滅性的番茄病毒病之一。近年來該病害在我國廣東、廣西、上海、江蘇、浙江、河南、山東等番茄主產區大范圍發生，并有進一步蔓延趨勢，已經成為影響我國乃至全世界番茄生產的主要限制因素之一。下面筆者從番茄黃化曲葉病為害情況、病毒研究概況、抗病品種選育進展等方面進行綜合闡述。

1 番茄黃化曲葉病癥狀與為害特點

1.1癥狀

番茄植株感染病毒后，初期主要表現生長遲緩或停滯，節間變短，植株明顯矮化，葉片變小變厚，葉質脆硬，葉片有褶皺、向上卷曲，葉片邊緣至葉脈區域黃化，以植株上部葉片癥狀最典型，下部老葉癥狀不明顯；后期表現坐果少，果實小，畸形果多，膨大速度慢，成熟期果實不能正常轉色。番茄植株感染病毒后，尤其是在開花前感染病毒，果實產量和商品價值均大幅度下降。

1.2為害特點

與其他病毒病相比，番茄黃化曲葉病具有爆發突然、擴展迅速、為害性強、無法治療的特點，是一種毀滅性的番茄病害，發病后沒有很好的藥劑可以防治。該病毒在自然條件下只能由煙粉虱傳播，故煙粉虱是番茄黃化曲葉病的主要傳毒介體，低密度煙粉虱就能導致病毒擴散與流行，且煙粉虱獲毒后可終生傳毒，但不經卵傳播。防治煙粉虱可以有效防止該病毒的擴散、蔓延和為害。番茄黃化曲葉病在溫室中可周年發生，繁殖快，傳播迅速，病毒株呈典型的傳染性病害分布。在華北地區，越冬茬番茄個別田塊在10月中下旬開始零星發生：11月病情加重，發生區域迅速擴大；12月后病害傳播減慢：翌年2月之后，病害又逐漸加重。

1.3爆發原因分析

傳毒媒介煙粉虱的寄主廣泛，傳毒能力強，繁殖速度快，世代重疊嚴重，獲毒時間短，一旦獲毒終身帶毒，且生產中難以防治。生產中通常采用黃板、防蟲網和藥劑防治方法，在一定程度上能控制煙粉虱的發生，但很難控制煙粉虱所傳播的番茄黃化曲葉病；而且Q型煙粉虱在我國初發現時就已具有相當強的抗藥性，這就更增加了控制難度。

病害的病原種類多，且易產生變異。該類病毒可在屬內病毒間、同科不同屬病毒間，甚至在不同科病毒間發生基因重組，特別是種間重組發生頻率高，從而產生新的病毒或株系。由于傳毒介體煙粉虱寄主十分廣泛，又擴大了重組病毒傳播的寄主范圍，提高了重組病毒適應新寄主的頻率。新病毒或株系單獨或與多種雙生病毒的復合侵染，加重了其對作物的危害，導致病毒病流行舊。目前在我國引起番茄黃化曲葉病的病毒有多種，且在田間發生復合侵染現象普遍，生產中極易引起病毒間重組，產生新的病毒或株系，形成復合侵染，引起病害流行。

雙生病毒寄主范圍很廣。例如，TYLCV能夠侵染12個科的30多種植物，其中不僅包括栽培的蔬菜作物及觀賞植物，而且還包括一些野生植物和雜草。TYLCV可以在一些非番茄作物上帶毒而不產生癥狀，這些中間寄主可能成為下一次的侵染源。傳毒媒介煙粉虱也具有很廣的寄主范圍，這些寄主可成為煙粉虱在番茄收獲后的臨時寄主，成為下一個番茄生長周期的初侵染源。

生產上缺乏抗番茄黃化曲葉病的推廣品種。目前國內育成并推廣應用的品種多不抗該病害。國外公司出售的抗該病害的品種有以色列海澤拉公司推出的適合保護地種植的抗(耐)TYLCV品種飛天、光輝、阿庫拉、忠誠等，荷蘭瑞克斯旺公司推出的抗(耐)TYLCV番茄品種74-112RZFl，先正達公司的莎麗、拉比、迪芬尼等抗(耐)TYLCV品種。近期報道國內上海農業科學院、浙江農業科學院、江蘇農業科學院等育種單位也育出了抗該病害的品種。

種苗調運缺乏監管，加快了病害的遠距離異地傳播。種苗和花卉調運缺乏監管，導致該病毒及其傳毒媒介煙粉虱通過病株遠距離異地傳播。

2 番茄黃化曲葉病病原生物學特性

最初，人們以以色列鑒定的番茄黃化曲葉病(tomatoyellowleafcurldisease，TYLCD)作為侵染番茄的雙生病毒病害的名稱，此后人們通常以該名稱或類似名稱稱呼所有雙生病毒在番茄上引起的類似癥狀的病害。但研究發現，引起番茄黃化曲葉類似癥狀的雙生病毒病害其實是由多種雙生病毒造成的，而番茄黃化曲葉病毒(tomatoyellowleafcurlvirus.TYLCV)僅是其中1種。番茄是雙生病毒的常見寄主，目前世界各地至少報道了57種不同雙生病毒及50種待驗證的雙生病毒(大多數為菜豆金色花葉屬begomovirus)可以侵染番茄，其中既有單組分雙生病毒也有雙組分雙生病毒，而除單組分雙生病毒番茄偽曲頂病毒屬的番茄偽曲頂病毒(tomatopseudocurlytopvirus，TpCTV)和甜菜曲頂病毒屬的番茄卷葉病毒(tomatoleafrollvirus，ToLRV)外，其余的都屬于菜豆金色花葉屬。

根據基因組結構可分為雙組分(bipartite，含有DNA-A和DNA-B)和單組分(monopartite，只含有DNA-A)雙生病毒。其中DNA-A編碼與病毒的復制、包裹以及基因表達調控相關的蛋白質、DNA-B編碼與病毒運動有關的蛋白質。除泰國TYLCV分離物屬于雙組分的雙生病毒外，其他的TYLCV分離物均屬單組分雙生病毒。如來自以色列、薩丁島、西西里島、埃及和西班牙等地的TYLCV分離物都只含有大約2.7-2.8kh的單組分DNA-A：而來自泰國的TYLCV分離物則為含有DNA-A和DNA-B雙組分的2.8kb的分子。近年來對中國番茄黃化卷葉病毒病(TYLCCNV)和煙草曲莖病毒(TbCSV)，巴基斯坦棉花曲葉病毒(CLCuV)以及秋葵黃脈花葉病毒(BYVMV)等的研究發現，這類單組分雙生病毒伴隨著一種新型的衛星分子，稱之為DNAB。DNAB對于這些病害誘導典型癥狀是必須的，它的復制、包裹、移動和介體傳播等都依賴輔助病毒的DNA-A，Czosnek等以以色列TYLCV-ISR分離物的序列為探針，對來自11個國家的14個TYLCV的分離物的外殼蛋白(CP)、復制相關蛋白(REP)及基因間隔區(IR)的氨基酸序列進行進化樹分析，結果將病毒分為3個群體，群體1來自地中海、中東和非洲地區，群體2來自印度、遠東和澳大利亞地區，群體3來自美洲地區。

在國內，劉玉樂等在廣西分離到了中國番茄黃化曲葉病毒(TYLCV-CHI)，該病毒含單組分基因組，可能是一種不同于其他國家和地區的新雙生病毒，同其他國家地區的TYLCV同源性低。廣東番茄卷葉病毒病與中國臺灣的番茄卷葉病毒病(TOLCTWV)DNA-A的序列同源性達到97.7％，而與目前中國大陸所有報道的雙生病毒存在明顯的差異，由此表明廣東番茄卷葉病毒病是由TOLCTWV的1個分離物侵染引起的；對上海、江蘇、安徽、浙江等地分離的番茄黃化曲葉病毒與東南亞國家報道的雙生病毒分離物親源關系較遠，而與美國的分離物親緣關系較近，表明該小種可能是美國或非洲TYLCV的1個分離物。

3 番茄黃化曲葉病抗性鑒定方法

目前鑒定番茄黃化曲葉病抗性的方法有煙粉虱傳毒、嫁接接種、農桿菌侵染接種、基因槍轟擊接種、血清學檢測、PCR法等。其中效果較好的是煙粉虱接種鑒定法和農桿菌接種法。炯粉虱傳毒包括溫室中煙粉虱接種、回型籠中煙粉虱接種、露地煙粉虱接種3種類型，其中回型籠接種鑒定的準確性較高，但費時費力，進行大范周接種鑒定較困難。溫室煙粉虱接種法是最常用的接種方法，也可用于較大規模的接種鑒定。

農桿菌接種法是利用TYLCV-DNA侵染克隆，通過根癌農桿菌侵染待鑒定植株，在植物體內病毒DNA形成、復制、運輸并誘發感病癥狀。近年來研究已證實用農桿菌接種法可以鑒定不同野生型番茄和栽培番茄TYLCV的抗性，因此該方法可以用于抗性育種篩選。

4 抗病品種選育

4.1常規育種

研究發現番茄普通栽培種不存在抗性種質資源，僅少量的品系對TYLCV表現出一定的抗性。而番茄野生種醋栗番茄、秘魯番茄、智利番茄、多毛番茄和契斯曼尼番茄中存在抗性資源。目前番茄抗煙粉虱傳雙生病毒育種主要依靠將野生番茄抗性性狀引入栽培番茄種中。Pilowsky和Cohen最早發現酷栗番茄的幾個株系對TYLCV有抗性，且發現LAl21中的抗性是由不完全顯性的單基因控制的，但隨后的研究發現不同株系抗性遺傳規律并不相同，從單基因到多基因控制，從顯性到隱性不等。有研究表明，通過將來自秘魯番茄的抗性性狀引入栽培番茄，培育出了第1個具有部分抗性的商業品種TY20133。隨后，研究人員從秘魯番茄其他株系(pll26926，01126930，p1390681和LA441)中獲得了一些高抗育種系(如TYl72，TYl97)，來源于秘魯番茄的抗性基因目前已經應用于商業育種，并對TYLCV具有很好的抗性。智利番茄目前是番茄抗雙生病毒育種中非常重要的抗性資源，其攜帶的抗性相關基因T_γ-I被定位在第6號染色體上。現在，利用來自智利抗性的番茄已育成了一些被市場接受的商業品種。多毛番茄在第11號染色體長臂上攜帶抗性基因T_γ-2，經選育也得到了一些抗性株系，對TYLCV和ToMOv都具有一定抗性，在其他近緣野生番茄資源中也發現了具有番茄黃化曲葉病抗性的種質，來自于多毛番茄中的B6013、LA386、LAl777等材料，也對TYLCV表現出較高抗性138-401。雜交品種H24就源于多毛番茄，H24攜帶T_γ-2基因，是亞洲蔬菜研究發展中心(AVRDC)抗性系的來源。后來，在佛羅里達發現的LAl932、LA2779和LAl938對TYLCV也有很高的抗性，已被用在番茄育種上。Hanson等也以智利番茄和多毛番茄為抗源，獲得了一系列抗性材料。

4.2分子標記輔助育種

標記輔助選擇是育種的重要組成部分，它加快了培育番茄雜交種的育種進程。分子標記技術已經被廣泛應用于番茄抗病基因的定位，關于番茄抗雙生病毒的分子標記開發國外取得了很大進展。最早鑒定出的抗性位點來源于智利番茄，Zamir等利用限制性片段長度多態性(restrictionfragmentlengthpolymorphism，RFLP)標記技術，將1個抗番茄黃化曲葉病的主效基因T_γ—I定位在番茄第6號染色體上，位于著絲粒端，TG97與T_γ-I等位基因緊密連鎖可作為番茄T_γ—I鑒定的標記。另外2個修飾基因分別被定位于第7號染色體和第3號染色體上。P6rez等發現了另外1個可用于定位T_γ—I基因的CAPS標記REX-1，該標記同時與番茄根結線蟲病的抗性基因Mi相連鎖。T_γ-2基因源于野生材料多毛番茄，Baneriee將其定位在11號染色體長臂上，在TG36(84cM)和TG393(103cM)標記之間。隨后，Garcia等H5I進一步將T_γ-2基因定位于第11號染色體長臂終端，與序列特征性擴增區域(sequencecharacterizedamolifiedregion.SCAR)標記T0302緊密連鎖，遺傳距離在5.0cM以內。T_γ-3是最新報道的TYLCV抗性基因，來源于智利番茄的LA2779和LAl932。Ji等運用RAPD進行QTL定位，發現其也位于第6號染色體上，在標記cLEG-31-P16和T1079之間，距離T_γ-I位點僅20cM。2009年Ji等在智利番茄LAl932第3染色體標記C2At4g17300(81.0cM)和C2At5960160(83.3cM)之間又定位了抗TYLCV的基因T_γ-4。

5 研究展望

在當前缺乏抗番茄黃化曲葉病毒病番茄品種的情況下，可以加強對煙粉虱的防治，因地制宜靈活采取“避、阻、誘、殺”等防治措施，以阻斷番茄黃化曲葉病的傳播，隨著煙粉虱的擴散傳播，番茄黃化曲葉病毒病在我國有逐年加重蔓延的趨勢。選育抗TYLCV的抗病品種是當務之急。我國對抗TYLCV的番茄育種研究開展較晚。到目前為止，國內市場上還少有我國自己選育的抗TYLCV番茄品種，國內推廣的國外抗TYLCV番茄品種表現差別也較大。提高抗性水平的策略之一就是將多個抗性基因聚合到1個品種中，而有關專家已經證明了通過聚合不同抗源的基因可以提高番茄對TYLCV的抗性。目前，已經將T_γ—I、T_γ-2和T_γ-3等TYLCV抗病基因進行了定位并建立了分子標記，如何利用分子標記輔助育種將這幾個基因聚合到同一育種材料中，從而培育出具有更強抗病性的番茄品種，成為我國番茄育種家急需解決的問題。