高敏麗 張華
[摘要】本文對番茄黃化曲葉病毒病的發病癥狀、病毒的特性與分布、基因組結構及侵染進行分析,同時對番茄黃化曲葉病毒病的高效檢測方法及防治策略等進行了系統的概述,以期為該病的監控、防治等提供科學依據。
[關鍵詞]番茄黃化曲葉病毒病;高效檢測方法;防治策略
番茄又名西紅柿,原產于美洲亞熱帶地區,生長適應性強。番茄由于風味清新、營養豐富,同時具有降壓、利尿、健胃消食、清熱解毒、涼血平肝等功效,在我國得到了大面積的種植栽培,并且種植面積在不斷擴大,生產種植規模僅次于美國、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的病害,近年來在我國的發病率也逐漸擴大,主要由番茄黃化曲葉病毒( TYICV)引起,該病毒被稱為“植物癌癥”。據數據統計,發病地段不嚴重的,番茄將減產20%~30%;發病比較嚴重的,番茄可減產50%甚至顆粒無收,對中國的番茄種植業造成了嚴重的影響,給農民生產造成了巨大的經濟損失。
1 番茄黃化曲葉病毒病的發病癥狀
近年來,TYLCV給全國種植番茄的區域造成了很大的危害。番茄植株生長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,頂端的葉片邊緣會輕微發黃并且上卷,葉脈間的葉肉也會發黃,整片葉萎縮、褶皺,植株生長得非常慢或者是不再生長,節間縮短,明顯矮化,僅為正常株的1/2~2/3。已長大植株發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,新長出的葉片會出現黃綠不均勻的斑點,有凹凸不平的皺縮或者變形,嚴重時葉片會萎縮,即使到最后生長至成熟植株,也不會正常開花結果。但是如果開花后又感染了黃化曲葉病毒,結果的數量也會減少,果實變小產生畸形,不能正常變色成熟,產量和商品價值也會下降,嚴重時會絕收[1-2]。
2 番茄黃化曲葉病毒病的特性、發生與分布
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,寄主范圍廣,可以危害多種經濟作物。雙生病毒能夠通過基因的高沉默重組率快速適應環境,在各地迅速蔓延。由于該病毒存在基因變異頻率高的現象,TYLCV株系分化較多,因此該病害較難防治,一旦爆發,就會對番茄生產造成非常嚴重的危害[3]。
番茄黃化曲葉病毒病最早于20世紀30年代被發現于以色列約旦河一帶,1964年被正式命名,后來逐漸蔓延到全球。我國最早發現于臺灣地區,2003年在廣西、云南被發現,此后在上海、浙江、江蘇等地相繼被發現,因該病毒流行性強、危害重、來勢猛、傳播快,迅速在全國范圍內蔓延[4]。
3TYLCV的基因組結構和侵染
TYLCV基因組多為單鏈閉合環狀ssDNA,也稱為DNA-A,該病毒基因組含有6個開放的閱讀框。TYLCV基因組編碼6個功能基因: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;AV2編碼移動蛋白相關的蛋H,主要起到協助移動蛋白的功能;AC1編碼復制相關蛋白其與TYLCV DNA的復制起始有關;AC2編碼轉錄激活因子能提高正義鏈上的功能基因轉錄水平;AC3為復制增強蛋白但與AVI功能無關;AC4基因功能尚未明確。該病毒在混合感染的過程中非常容易出現重組,進而造成病毒群體出現新的變異類型,從分類上也逐漸復雜化,截止到現在已經有11個TYLCV種類被報道[5]。
生態學研究結果發現雙生病毒可以通過抑制作物的抗蟲反應,從而促進了煙粉虱種群的增長;煙粉虱的種群增長反過來促進了雙生病毒在全球范圍內的擴張。健康成蟲在進食TYLCV感染的植株后,TYLCV進入成蟲中腸,成為帶毒煙粉虱,TYLCV經過循環返回到初級唾液腺,并在下次進食的時候
將TYLCV注入其他植株,開始新的侵染循環。健康植株被成蟲刺吸后,TYLCV被注入寄主細胞,病毒基因組脫殼,經細胞內轉運進入細胞核,病毒在細胞核中開始復制、轉錄和翻譯。CP和新合成的ssDNA形成復合物,將ssDNA從細胞核中輸出,ssDNA和外殼蛋白組裝成子代病毒,通過胞質通道或胞間連絲擴展到相鄰細胞,開始新一輪侵染|6I。
4 TYLCV的高效檢測方法
針對TYLCV的防治和抗病品種的選育,必須建立高效和靈敏的檢測鑒定技術指標體系。隨著基因組技術的發展,以前經常使用的檢測手段已經逐漸被特異性強、重復性好、靈敏度高的技術所代替。
4.1 實時熒光定量PCR法
實時熒光定量PCR(Real Time fluorescence quan-tilative PCR,qRT-PCR)因其高通量、低拷貝等特點,被廣泛用于基因表達和轉錄組分析,為揭示植物與病原菌互作機制、復雜的生物代謝途徑等方面提供了強大的技術支撐。袁偉等[7]利用qRT-PCR技術對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行分析,運用該技術研發了番茄對TYLCD的抵抗性與病毒含量之間的相關性。
4.2熒光核酸雜交法
熒光核酸雜交法基于與病毒RNA轉錄片段瓦補的單鏈DNA片段形成的雙聯中間體的熒光原位雜交技術。基本步驟是在5’或3’端設計帶有熒光標記的探針,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單、快速、廉價、準確地對目標基因進行檢測,近幾年已被廣泛應用于植株內或者昆蟲體內的病毒轉錄定位。相對于傳統的核酸雜交,該方法不需要準備抗體,不需要組織固定、切片和雜交,能夠節省大量的時間,并且不需要同位素標記即可得到背景干擾少的可靠數據,實驗安全性大大提升。Murad Chanim等[8]通過對TYLCV和PLV病毒進行鑒定,驗證了這一技術的簡單、高效性。
4.3 酶聯免疫吸附法
酶聯免疫吸附法是一種建立在免疫學的基礎上,利用抗原抗體特異性進行反應檢測的方法。這種方法主要應用有色產物檢測相應的抗原抗體,再利用抗原抗體的特異性進行反應檢測。在生產中常用的檢測法是三抗體夾心ELISA( TAS-ELISA)檢測法,以不同的TYLC.V作為抗原,該方法的主要優點是酶高效性,可以利用級聯性放大試驗效果,簡單義快捷。但是也有不足的地方,因為在TYLCV單克隆抗體制備過程中比較復雜而且耗時,存在著假陽性反應,只能檢測單個的病毒[9]。
5 防治策略
5.1 加強對田間的管理,培育優質壯苗
移栽定植前一定要徹底清理棚內外雜草及殘留的植株,使用磷酸三鈉、甲醛等對棚室進行全面消毒,并密閉3rl以上。要想做到無病毒種植和避開煙粉虱高發期的種植,應在番茄生長期間清除老死的枝葉,一旦發現有病的馬上拔除,帶出田間和棚外,最好是埋在地下或銷毀。番茄豐收以后要及時處理棚內的田地,對其進行消毒,清除殘留的植株,并深埋地下或者是全部焚燒。在整枝、打權、摘果時,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 實行輪作換茬
輪作換茬不僅可以預防病害,還可以提高蔬菜質量,穩定產量。相對發病嚴重的地區要和至少不是茄科的作物進行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,減少病株的發生量[11]。
5.3選擇種植抗病或耐病的優質品種
番茄一旦感染了黃化曲葉病毒,化學防治效果太明顯,選擇種植抗病、耐病的優質品種就成了預防該病毒的主要措施,優質品種也要結合當地的氣候環境進行種植。現階段,國內外大多數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,我國通過傳統和分子育種育成的抗性品種主要有申粉VI、航雜3號、西農2011、寶麗等。
5.4物理和生物防治
設置隔離網防蟲,在棚室入口和通風口設置30~40目防蟲網,減輕炯粉虱的侵入。利用黃板、黃盆誘殺煙粉虱成蟲,在育苗大棚內每隔lO㎡的苗床上懸掛1~2塊黃色粘蟲板進行監測和誘殺,在高溫季節可以通過覆蓋薄膜高溫悶棚的方法除掉殘余蟲源。利用煙粉虱捕食性天敵(如小黑瓢蟲)或寄生性天敵(如麗蚜小蜂)減少炯粉虱數量,集中統一育苗,合理安排茬口,發病地塊要避免與茄科類蔬菜連作,降低煙粉虱種群密度。
5.5 化學防治
蟲情監測是開展化學防治的前提,一旦發現有煙粉虱要及時進行藥劑治療。煙粉虱在一年內會延續10代,很容易產生抗藥性,并且就憑藥劑有時也不能同時預防幼蟲變成蟲。可以把幾種藥劑混合起來同時使用,既可選用阿維菌素、撲虱靈等混合藥劑5~7d噴1次,又可選用蕓薹素內脂、赤·吲乙·蕓薹、寡糖素等,激活植株體內的自身免疫力,抵抗煙粉虱的侵害,促進植株迅速健康的生長,減少病害。
參考文獻
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