黃瓜花葉病毒病的研究和防治策略

都彥伶　宿烽　趙新濤

摘 要：黃瓜花葉病毒是目前對蔬菜生產危害最大的植物病毒病之一。該文就黃瓜花葉病毒的生物學特性，感染植株的方式，感染后植株的表現形式，以及對該病毒的防治措施進行了綜述。同時，對科研工作者在防治黃瓜花葉病毒病的過程中所做的研究和探討進行了論述。

關鍵詞：黃瓜花葉病毒??；黃瓜花葉病毒；防治策略

中圖分類號 S436.42 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）03-04-87-03

Abstract：Cucumber mosaic virus is one of the most harmful plant virus diseases to vegetable production.In this paper， we expound cucumber mosaic virus's biological characteristics， the infect way，pattern of manifestations after infected and the control measures. Meanwhile，summarize and discuss the study how to prevent cucumber mosaic virus using the modern biological technology.

Key Word：Cucumber mosaic virus；Cucumber mosaic virus disease；Control strategy

黃瓜花葉病毒（Cucumber Mosaic Virus，CMV）是雀麥花葉病毒科，黃瓜花葉病毒屬的典型成員。在全世界受黃瓜花葉病毒危害的有近800種不同的植物種類[1]。其中包括番茄、芹菜、萵苣、瓜類、菠菜、甜椒、辣椒和南瓜等我們餐桌上常見的蔬菜品種。該病毒不僅可經75種蚜蟲傳播，分離物還可通過種子傳播，是寄主植物最多、分布最廣、最具經濟重要性的植物病毒之一[2]。1916年Doolittle和Jagger首次報道CMV是黃瓜花葉病的病原[3-4]，此后近100a來，各國學者相繼報道了CMV的危害。尤其是近年來的高溫干旱天氣，使該病毒病的發生面積不斷擴大，危害越來越嚴重，如番茄的壞死、香蕉的花葉（心腐）、豆科植物的花葉、瓜類的花葉、西番蓮的死頂等[5-6]。黃瓜花葉病毒造成的危害，不僅嚴重影響產品的質量，還可以造成絕產絕收。該病害已經成為我國蔬菜生產中最嚴重的病害之一。近幾十年來，國內外學者對該病毒進行了大量的研究工作，特別是對該病毒病害的防控方面，本文從CMV的病害特點入手，介紹該病毒的生物學特性，病毒感染后植株的性狀特點，以及可能的防治手段。

1 黃瓜花葉病毒（CMV）的生物學特性

1.1 病毒特性 病毒粒子[7]為球狀，直徑28～30nm，粒體中RNA含量為18%，蛋白質含量為82%，無類脂等物質。致死溫度為65～70℃，室溫下體外存活期為72～96h[8]。1976年美國農業部研究中心的Kaper等發現，有些CMV中除含病毒本身的4段RNA外，還有一種分子量更小的RNA5（1×105），稱為衛星RNA5。研究發現衛星RNA不能獨立侵染和復制，完全依賴于CMV對其的輔助作用，但衛星RNA能干擾CMV復制，降低CMV濃度[9]。

病毒存在形式有二：一是細胞外形式，二是細胞內形式。存在于細胞外環境時，則不顯復制活性，但保持感染活性，是病毒體或病毒顆粒形式。進入細胞內則解體釋放出核酸分子（DNA或RNA），借細胞內環境的條件以獨特的生命活動體系進行復制，是為核酸分子形式。病毒以顆粒形式存在于細胞之外，此時，只具感染性。一旦感染細胞病毒解體而釋放出核酸基因組，然后才能進行復制和增殖，并產生新的子代病毒。有的病毒基因組整合于細胞基因組，隨細胞的繁殖而增殖，此時病毒即以基因形式增殖，而不是以顆粒形式增殖，這是病毒潛伏感染的一種方式。

1.2 傳播途徑及影響因素 CMV寄主廣泛， 可侵染200多種雙子葉和單子葉植物，除危害葫蘆科以外，在番茄、辣椒、白菜、甘藍、蘿卜、菠菜、芹菜、及雜草等上都可越冬，第二年通過瓜蚜、桃蚜等蚜蟲進行傳播。

CMV由蚜蟲以非持久性方式進行傳播，傳播效率受毒源植物種類、蚜蟲種類株系等多種因素影響。寄主在不同種類的植株上常存在不同蚜蟲種群[2]。一般高溫、干旱年份有利于瓜蚜繁殖和有翅蚜遷飛、傳毒以及病毒的增殖，因此這類地區發病重；同時管理粗放，雜草叢生等地發病重；蚜蟲防治不及時發病重；土壤營養缺乏，植株生長弱，抗病力下降，病害加重；在有效溫度范圍內，溫度高癥狀重；鄰作有共毒寄主植物的亦易發病。

2 黃瓜花葉病毒感染植株的性狀特點

2.1 綠斑型 新生葉產生黃色斑點，并且逐漸擴大變為淺黃色的斑紋。其綠色部分呈瘤狀隆起，嚴重時則會導致植株新葉白天萎蔫，果實產生濃綠色花斑和瘤狀物，多易形成畸形瓜。

2.2 花葉型 葉片出現淡黃色斑紋，初期不明顯，之后呈形狀不規則淺色小型花葉斑駁，靠近果柄處果實有花斑。

2.3 皺縮型 新長出的葉片相對較小，或者沿葉脈出現濃綠色隆起皺縮，有時沿葉脈出現組織壞死斑，產生凹凸不平瘤狀物，易產生畸形果實，嚴重時植株枯死。發病癥狀比花葉型表現明顯。

2.4 黃化型 葉片為黃綠色或黃色，葉脈保持綠色，也有發病初期葉脈間產生水漬狀斑點，病葉硬化，向葉背卷曲，定植后室內溫度，濕度適宜，則該病發生并蔓延，葉片外觀典型癥狀開始表現，以后染病面積逐漸擴大，似缺素狀，顯現黃化，最后形成黃色干枯壞死斑，從而導致葉片失去光合作用功能，同時瓜秧出現矮化、瘦弱、葉片小，花打頂等諸多現象。采收期瓜條生長緩慢?；喂试黾?，該病具有傳染性強傳染速度較快，嚴重影響受染蔬菜的產量和質量。

3 黃瓜花葉病毒的防治策略

3.1 農業防治 “避蚜防病”，預防為主。從溫室栽培管理上來看，首先要抓好種子消毒（在10℃下干熱處理3d或在3%～10%亞磷酸三鈉溶液中侵種10min）和苗床土壤溴甲烷40～80g/m2熏蒸消毒。嫁接所用的工具需全部消毒（蒸汽、溴甲烷熏蒸或富爾馬林100倍液消毒），避免接觸傳染。定植前用抗血清檢測剔除病株，確保無帶毒苗進入田間。以黃瓜為例，秋冬茬黃瓜露地育苗期間和定植后扣膜前，應避蚜、防高溫，除治蚜蟲和白粉虱。育苗時可用遮陽網降溫、遮光；采用網紗育苗，阻避蚜蟲及遠離帶病作物。室內栽培期間應提早清除雜草，徹底除治白粉虱和蚜蟲。進行嫁接、打杈、綁蔓、掐去卷須、去雄等田間作業時，應注意防止病毒傳染。經常檢查，發現病株要及時拔除燒毀。施足有機肥，增施磷、鉀肥，提高抗病力。適當多澆水，增加田間濕度。

3.2 藥物防治 病毒對細胞有絕對的依存性。病毒復制所需要的能量，物質，場所等完全由寄主提供，植物細胞不像動物細胞具有完整的免疫代謝系統，這樣就給高選擇性的化學抗病毒試劑的研究與開發，以及植物病毒病的藥物防治帶來很大的困難，至今尚無有效的抗病毒治療劑[10]。

防治病毒藥劑可選：植病靈、寧南霉素、鹽酸嗎啉呱銅、菇類蛋白多糖等。另外混加硫酸鋅25～30g，硼肥20g，天然蕓苔素5g，配合殺蟲劑每5～7d噴1次，連續2～3次?？捎?0%抗蚜威可濕性粉劑2 000倍液噴霧。發病初期開始噴藥，可用20%病毒A可濕性粉劑500倍液，或1.5%植病靈乳劑1 000倍液，或83%增抗劑100倍液噴霧。利用藥劑殺死蚜蟲可有效切斷傳播途徑，達到防治CMV的目的。

3.3 病毒疫苗的研制 疫苗防治應用于植物作物領域是預防黃瓜花葉病毒的一種有效方法。常用的弱毒疫苗S52為無色且含一定量的活體弱病S52的一種提純濃縮水劑。為了驗證該藥劑對黃瓜病毒病的防治效果以及對作物的安全性，張曉恒、郭巍[11]等人（2008）以黃瓜為試驗作物就弱毒疫苗S52對黃瓜病毒病的防治效果進行了試驗示范，結果表明弱毒疫苗S52對黃瓜病毒病具有良好的防治效果，并且對作物無藥害作用，對非靶標生物無明顯影響，可在大田應用弱毒疫苗S52防治黃瓜病毒病，推薦使用方法為100～200倍液浸根30～60min再接種。

3.4 基因工程在抗CMV上的應用

3.4.1 選育抗CMV的新品種 日本千葉大學的科學家及其同事利用基因沉默技術[12]，成功開發出了絕對抗黃瓜花葉病毒（CMV）特定毒株的轉基因土豆。該團隊研究了對CMV敏感的栽培品種“Danshaku”的2種結構，均包含有編碼有缺陷的CMV酶的基因片段，并且用它們來生產遺傳工程馬鈴薯品系，最終生產出的品系表現出對 CMV-O和CMV-Y毒株100%抗性，并且在抗性水平上沒有顯著差異。進一步的分析確定了轉基因植物的抗性是通過RNA沉默獲得的。

3.4.2 應用RNAi技術獲得抗CMV轉基因煙草 RNAi機制是植物對病毒的一種天然防御機制，Waterhouse[13]等在植物中首次發現，利用該機制可以將任何目的基因序列插入RNAi表達載體，目的基因序列將在轉錄過程中形成發卡RNA（hpRNA）結構，提供長鏈dsRNA，使基因沉默的效率增強，從而得到較高水平抗性植株。林濤，鄭銀英等人[14]以新疆加工番茄上ToMV和CMV病毒為研究對象，將ToMV和CMV的部分CP序列作為靶標，并拼接獲得干擾片段，構建成反向重復結構的RNAi表達載體pBi35STC-CP。通過農桿菌介導法，轉化普通煙草，卡那霉素篩選、PCR鑒定并獲得轉基因煙草植株。通過攻毒試驗證明T1代轉基因煙草植株對ToMV和CMV單一侵染表現出高抗，對ToMV和CMV混合侵染較野生型表現出更高的抗性，基因沉默效果較好。

3.4.3 衛星RNA介導病毒抗性研究 1976年，Kaper等發現有些CMV病毒顆粒中還含有第五種RNA，即衛星RNA[15]，衛星RNA依賴于CMV才能復制，并干擾輔助病毒復制，影響寄主病狀表現，因而被看做分子寄生物用于病毒病防治。衛星RNA保護作用可從兩個方面解釋，一是減輕輔助病毒的癥狀，二是保護植物減少外來病毒的侵染[16-19]。英國科學家Baulcombe把黃瓜花葉病毒的衛星RNA轉成cDNA再轉入煙草，首次獲得了抗CMV的轉基因植株。但是衛星RNA的病毒種類少，突變率高良性易轉化為惡性，另外衛星RNA轉化的植株只是對作物生長晚期抗病。

近年來，選育的抗耐病品種有：基因工程煙草Nc89、G80和臺灣的TT6、TT7等品種以及有一定耐病力的中煙14等。均有一定的抗CMV的作用。

3.5 植物細胞工程技術 植物組織和細胞培養技術的發展為在細胞水平上篩選抗病毒突變體提供了新的途徑。自從Carlson[20]在煙草葉肉細胞原生質體和單細胞培養中，利用病毒誘變抗煙草花葉病突變體以來，許多學者利用細胞培養技術結合理化誘變因子在許多作物上獲得了抗病突變體。王萬軍[21]等利用60Co-γ射線照射花藥，經細胞培養獲得抗黃瓜花葉病毒的突變體植株。陳廷俊[22]采用組織培養、化學誘變與病理學方法相結合，初步建立了一個煙草抗CMV細胞突變系篩選系統，并從普通煙草良種Burley18中篩選到抗CMV細胞突變系。這些嘗試為創造抗CMV種質資源提供了新的途徑。

植物細胞工程技術獲得抗黃瓜花葉病毒突變系周期短，成功率較差，但具有預見性，需植物工程的研究人員進一步研究，才能完善其突變體的穩定遺傳，起到抗病、防病的作用。

4 小結

黃瓜花葉病毒是一種對蔬菜等經濟性植物具有嚴重危害的的病毒，可以到達除生長點以外的任何部位。在防治黃瓜花葉病毒的方法中，藥劑防治主要是切斷黃瓜花葉病毒的傳播途徑，雖有使用方便和見效快等優點，但藥劑畢逼近會造成環境污染，長期大量使用還會對人的健康造成危害，目前也受到越來越多限制。疫苗防治具有前期預防，并具有針對性等特點。但由于防治效果不穩定，且效果不明顯等缺點，目前應用有一定的局限性。

近年來，基因工程被廣泛的應用于動、植物的品種優化、抗性改良以及病害防治等。利用基因工程技術進行育種，具有周期短，不污染環境、抗性穩定等優點，受到植物工作者的青睞。通過基因轉化技術已獲得了一批對黃瓜花葉病毒有良好抗性的轉基因植物。相信隨著生物技術的發展，黃瓜花葉病毒的危害終將會得到遏制。

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