煙草馬鈴薯Y病毒病的生物防治研究進展

蔡海林，何命軍，謝鵬飛，張萬良，劉優(yōu)雄

（1.湖南省煙草公司長沙市公司，湖南 長沙 410011；2.長沙市煙草公司寧鄉(xiāng)縣分公司，湖南 長沙 410600）

煙草馬鈴薯Y 病毒?。≒VY）是由馬鈴薯Y 病毒侵染煙草引起的一種系統(tǒng)性侵染病害，又稱“煙草脈壞死病”、“煙草脈帶病”[1-2]。除單獨侵染外，PVY 還常與黃瓜花葉病毒（CMV）、普通煙草花葉病毒（TMV）、煙草馬鈴薯X 病毒（PVX）和煙草蝕紋病毒（TEV）復(fù)合侵染煙草。PVY 宿主范圍廣，可侵染34 個屬170 余種植物，主要侵染茄科植物，其次是豆科和藜科植物[3-4]。在自然條件下以有翅蚜蟲非持久性傳毒方式為主，也可以通過汁液摩擦、種子帶毒、嫁接等方式傳染，為世界性分布病毒。

20 世紀(jì)50年代以來，危害煙草的病毒種類發(fā)生了變化。60年代以前TMV 對煙草的危害最重；70年代則以TMV 或TMV 和CMV 復(fù)合侵染為主；80年代以CMV 為主；90年代PVY 上升為主要煙草病害；20 世紀(jì)末和21 世紀(jì)初煙草主要病毒種類仍以PVY、CMV 為主，并且PVY 的危害逐漸加重[5]。我國山東省1997～1999年的煙草檢測采樣結(jié)果顯示：PVY 的發(fā)生約占煙草病毒病發(fā)生的46%，CMV 約為44%，二者的復(fù)合侵染占13.25%[3]。1989年，僅PVY 一種病毒，就給加拿大煙草業(yè)造成高達100 萬美元的直接經(jīng)濟損失，使意大利煙草產(chǎn)量下降了35%[6-7]。所以，馬鈴薯Y 病毒病的防治刻不容緩。

隨著人們對自身健康、食品安全、生態(tài)問題的重視，生物防治技術(shù)在煙草上的應(yīng)用也日漸廣泛。為了解生物防治在煙草馬鈴薯Y 病毒病防治中應(yīng)用情況，特從PVY 發(fā)病癥狀、發(fā)病因素、生物防治等方面進行了綜述。

1 PVY 病毒病的病原、發(fā)病條件和發(fā)病癥狀

1.1 PVY的病原

PVY 的病源為馬鈴薯Y 病毒，由K.M.Smith 于1931年在馬鈴薯上首次發(fā)現(xiàn)[8]。馬鈴薯Y 病毒形態(tài)為微彎曲線狀，最適增殖溫度在25～28℃之間，35℃以上即停止增殖，致死溫度為55～65℃。病毒在干燥病葉中的存活能力較強，低溫（4℃）干燥環(huán)境下保持16 個月的病毒仍有侵染力[9]。

馬鈴薯Y 病毒侵染煙草后，在宿主細胞內(nèi)形成柱狀或片層狀的內(nèi)含體，有明顯的株系分化現(xiàn)象。根據(jù)煙草的品種以及病毒在宿主上的癥狀反應(yīng)來區(qū)分，我國已經(jīng)鑒定出4 個馬鈴薯Y 病毒株系，分別為普通株系（PVYO）、脈壞死株系（PVYN）、點刻條斑株系（PVYC）和莖壞死株系（PVYNS）[10]。

1.2 PVY 的發(fā)病條件

1.2.1 傳毒介體 蚜蟲是PVY 主要的傳毒介體，尤其是桃蚜[11-14]。蚜蟲的發(fā)生數(shù)量與當(dāng)年的氣候條件關(guān)系密切，如果當(dāng)年的氣候條件適合蚜蟲的生長與繁殖，那么蚜蟲的發(fā)生量大，帶毒率高，PVY 發(fā)生率就重。近年來，我國氣候條件變化無常，十分有利于蚜蟲的繁殖與遷飛，PVY 傳播快[15]；而田間小氣候不穩(wěn)定，則不利于植株的生長，使宿主抵抗力降低，因此PVY 病情嚴(yán)重。

1.2.2 毒 源 PVY 的宿主范圍廣，可侵染的植物較多，例如煙草、馬鈴薯、番茄、辣椒等[12]，這為PVY的大發(fā)生創(chuàng)造了有利條件。近年來，大面積種植的馬鈴薯等為馬鈴薯Y 病毒的傳毒介體——蚜蟲提供了良好的越冬場所，而四季不間斷的茄科蔬菜為病毒提供了充足的宿主，同時也為蚜蟲提供了四季繁殖的機會，使毒源積累，為PVY 的發(fā)生提供了基礎(chǔ)條件。

1.2.3 煙田環(huán)境 煙田位置選擇也是PVY 的重要影響因素。PVY 宿主范圍廣，選擇的煙田最好遠離馬鈴薯、番茄、辣椒等宿主作物地塊[16]。吳柳松[17]等研究發(fā)現(xiàn)煙田靠近種植馬鈴薯等PVY 宿主作物的地塊，PVY 的發(fā)病率就越高，危害也越重，反之則輕。前茬是種植馬鈴薯等茄科作物的煙田，PVY 的發(fā)病率高于合理輪作的煙田。

1.2.4 煙草品種 高品質(zhì)的煙草往往抗病性不強[18]，而當(dāng)前種植的煙草品種都是以高品質(zhì)為要求的，因此大部分地區(qū)種植的煙草都易感染PVY。尤其常年種植感病品種后，病害的發(fā)生逐年增重?？剐澡b定表明，目前我國主產(chǎn)煙區(qū)的大多品種都不具備抗PVY 的特性。不同煙草品種旺長期PVY 發(fā)病率的調(diào)查結(jié)果顯示：G80 發(fā)病率最高，為48%；其次是K326，發(fā)病率為45%；CV87 和NC89 品種發(fā)病率相當(dāng)，分別為18%和12%。

1.3 PVY 的發(fā)病癥狀

煙株感染PVY 后其田間表現(xiàn)癥狀會因PVY病毒株系、煙草品種、氣候等因素而出現(xiàn)不同癥狀。例如：有的感病植株葉片在發(fā)病初期出現(xiàn)明脈，之后網(wǎng)脈脈間顏色變淺，逐漸形成系統(tǒng)斑駁，出現(xiàn)花葉癥；而有的病株葉脈會由暗褐色變?yōu)楹谏?，出現(xiàn)的壞死斑逐漸延伸至主脈和莖的韌皮部，引起根部發(fā)育不良，須根變褐，出現(xiàn)脈壞死癥；也有病株在發(fā)病初期葉片先形成褪綠斑點，之后葉肉變成紅褐色的壞死斑或條紋斑，葉片呈青銅色，出現(xiàn)點刻條斑癥；還有一些發(fā)病病株，其莖部維管束組織和髓部呈褐色壞死，病株根系發(fā)育不良，逐漸變褐腐爛，出現(xiàn)莖壞死癥。

2 煙草馬鈴薯Y 病毒病的生物防治

馬鈴薯Y 病毒病的防治應(yīng)遵循“預(yù)防為主，綜合防治，防重于治”的原則。長期大量使用化學(xué)農(nóng)藥容易導(dǎo)致病毒抗藥性增強，使防治更加困難；同時，也會帶來煙葉殘留農(nóng)藥的風(fēng)險，危及人類健康和生態(tài)平衡。而利用生物防治能有效避免上述不足。因此，生物防治已經(jīng)成為近年來積極倡導(dǎo)的防治措施。

2.1 天敵的應(yīng)用

每種害蟲都有一種或幾種天敵，能有效抑制該害蟲的繁殖，這種抑制作用是生態(tài)系統(tǒng)反饋機制的重要組成部分。天敵的應(yīng)用包括了天敵的保護、天敵的人工繁殖和釋放、外地天敵的有效引入等。我國天敵昆蟲資源相當(dāng)豐富（瓢蟲有380 余種，蚜蟲和害螨天敵105 余種）[19]，具備應(yīng)用和開發(fā)的基礎(chǔ)。

自然條件下，蚜蟲是馬鈴薯Y 病毒病的主要傳毒媒介，以非持久性傳播方式傳毒，馬國勝[12]等研究表明蚜蟲發(fā)生量大是近年煙草病毒病流行的關(guān)鍵因素之一，因此控制蚜蟲數(shù)量是有效控制病毒病流行的關(guān)鍵。20 世紀(jì)70年代，云南省玉溪市通過大量繁殖煙蚜繭蜂，然后將其釋放在煙田當(dāng)中，從而在煙蚜大發(fā)生期有效地控制了災(zāi)情[20-21]。從此，煙蚜繭峰的應(yīng)用面積逐年擴大。胡堅[22]報道了煙蚜繭蜂、食蚜蠅、草蛉和瓢蟲等天敵對煙蚜有較好的控制作用。目前主要用于防治煙田蚜蟲的生物可分為三大類[23-30]，見表1。

山東、貴州等省份還開展了利用赤眼蜂防治斜紋夜蛾、煙青蟲等鱗翅目害蟲的研究，試驗證明赤眼蜂對煙青蟲的防治效果較好。人工大量飼養(yǎng)瓢蟲、草蛉等捕食性天敵技術(shù)也日趨完善，人工卵飼養(yǎng)捕食性天敵的研究也正在積極研究[31]。

2.2 生物農(nóng)藥的利用

表1 煙田常見的煙蚜天敵及病原微生物

利用生物農(nóng)藥防治煙草病害，安全、無公害，有效期長，如病原細菌蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis，簡稱Bt）、金龜子乳狀芽孢桿菌（Bacillus popilliae）、球形芽孢桿菌（Bacillus sphaericus，簡稱Bs）和昆蟲的核多角體病毒NPV 均在煙草病害的綜合防治中表現(xiàn)良好，其中Bt 生物制劑已經(jīng)進行商品化生產(chǎn)，得到廣泛應(yīng)用。近年來，植物源農(nóng)藥在煙草病蟲害防治上的研究和應(yīng)用也取得了較大進展，尤其是在植物源殺蟲劑方面，李金培[32]選用魚藤、山海棠、苦參、百部、苦楝、澤漆等藥劑進行蚜蟲防治試驗，結(jié)果表明單獨藥劑防治時蚜蟲死亡率在76%～92%之間，混合液的防效更好。除上述植物外，除蟲菊和印楝的提取物在煙草病蟲害防治方面也有較多的報道。

在微生物農(nóng)藥的研究方面，美國報道了在溫室條件下，用非致病性的雙核絲核菌對煙草黑脛病的防治效果可達到40%～70%[33]。生物源農(nóng)藥對病毒病的防治主要是利用其鈍化和保護原理，寧南霉素對煙草花葉病有很好的鈍化效果，其主要是利用植物體內(nèi)的抗病毒活性物質(zhì)來抑制病毒的侵染和增殖[34]。

2.3 抗病基因的利用

隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展，以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的日趨成熟，人們開始著眼于與抗病有關(guān)基因的研究，期望通過基因的轉(zhuǎn)移來提高煙草的抗病性。有關(guān)基因工程交叉保護作用在煙草病毒病防治中的研究異?；钴S。1929年，Mckinney 等首次發(fā)現(xiàn)交叉保護現(xiàn)象，又稱為人工免疫，是指利用弱病毒株感染溫和株系的田間作物煙草、番茄等，感染后的植株能夠防御與之親緣關(guān)系相近的強毒株系病毒的侵染的現(xiàn)象[35]。目前，利用弱毒株系防治煙草花葉病的技術(shù)已經(jīng)大面積推廣。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)可將一種或多種抗病蟲的基因?qū)霟煵葜仓曛校瑥亩嘤隹共⌒詮姷臒煵蒉D(zhuǎn)基因新品種，自1986年美國的Powell Abel 等[36]將TMV的外殼蛋白基因?qū)霟煵葜仓戢@得第一例抗TMV轉(zhuǎn)基因煙草以來，該技術(shù)逐漸應(yīng)用于煙草病毒病的防治。1993年，中國科學(xué)院微生物研究所成功獲得煙草品種NC89 的TMV 和CMV 雙抗株系，該株系既保留了原有品種的優(yōu)良性狀，又增強了植株對TMV 的抗性；Kim Y H[37]將PVY 脈壞死株系復(fù)制酶基因的互補DNA 轉(zhuǎn)入煙草白肋21 中，對其后代的檢測表明其具有很強的PVY 抗性；我國專家吳元華等[38]也利用生物工程技術(shù)獲得了抗PVYN 的轉(zhuǎn)馬鈴薯Y 病毒復(fù)制酶基因的煙草。試驗證明：抗病性強的煙草品種其病毒病的發(fā)生程度明顯低于非抗病品種，目前我國抗PVY 的煙草品種主要有NC744、N2、VAM、TN86、PBD6、筑波1 號、筑波2號、T90 等。

3 結(jié) 論

生物防治具有資源豐富、安全無毒、作用時間長、范圍廣、不污染環(huán)境及不產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點。隨著人們生態(tài)意識的不斷提高，生物防治替代傳統(tǒng)化學(xué)防治將成為今后煙草病蟲害防治的必然趨勢。同時在病蟲害的防治過程中，要更加重視對自然因素的生態(tài)調(diào)控，充分發(fā)揮生物防治技術(shù)在治理病蟲害中的作用。雖然生物防治技術(shù)在煙草病毒病的治理方面取得了一定的效果，但也存在著一些不足，主要表現(xiàn)在PVY 對煙草的影響比其他病毒病出現(xiàn)晚，其生物防治領(lǐng)域的研究還不夠深入，所以還需繼續(xù)探討和鉆研。

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