豌豆種傳花葉病毒病研究綜述

陸建英，楊曉明

（甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，甘肅 蘭州 730070）

豌豆種傳花葉病毒病，又稱豌豆種傳花葉馬鈴薯Y病毒病，是由豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）引起，種子帶毒傳播，具有相對(duì)較廣的寄主范圍，可感染12科47種植物，其寄主有豌豆（Pisum sativum）、蠶豆（Vicia faba）、巢菜（V.Sativa）等作物[1]，其中豌豆是主要的自然寄主[2]。豌豆種傳花葉病毒病最早在歐洲被報(bào)道[3]，后又在日本、美國(guó)報(bào)道[4～5]，在我國(guó)的四川省、江蘇省等地均有分布[6～7]?，F(xiàn)已成為全世界廣泛分布的豌豆最重要病毒病之一，近年來(lái)，隨著我國(guó)鮮食豌豆、豌豆淀粉加工、畜牧業(yè)的發(fā)展以及種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，豌豆種植面積已達(dá)117.67萬(wàn)hm2[8]。由于受全球氣候變暖的影響，豌豆病害日益突出，病毒病是危害較為嚴(yán)重的一類。目前在我國(guó)雖然沒有豌豆種傳花葉病毒病大規(guī)模爆發(fā)的報(bào)道，但隨著國(guó)際種子貿(mào)易和種質(zhì)資源交換的增多，發(fā)生概率勢(shì)必會(huì)增加。因此，積極應(yīng)對(duì)預(yù)防，同時(shí)采用先進(jìn)的育種手段培育抗病品種，對(duì)徹底有效地控制豌豆種傳花葉病毒病有重要的意義。

1 研究進(jìn)展

1.1 癥狀

豌豆感染豌豆種傳花葉病毒病后植株矮化，節(jié)間縮短，植株成簇，常出現(xiàn)“蓮座樣”植株形狀?；ɑ?，青籽粒表面呈現(xiàn)“網(wǎng)球狀”花紋，豆莢不規(guī)則扭曲、癟莢，通常只產(chǎn)生1或2粒種子。被感染葉片葉脈半透明，顏色異常，小葉下卷，苗卷曲。早期感染豌豆種傳花葉病毒病則會(huì)減少花和果實(shí)的形成或延緩花和果實(shí)的發(fā)育，使種皮裂開。但也有感染病毒后不久癥狀消失的現(xiàn)象[9]。豌豆感染病毒嚴(yán)重程度主要取決于品種及環(huán)境條件，通常大田條件比溫室、生長(zhǎng)箱內(nèi)發(fā)病較輕[10]。

1.2 分類鑒定

從分類學(xué)上看，豌豆種傳花葉病毒屬于馬鈴薯Y病毒科馬鈴薯Y病毒屬，有諸多菌株和變種，目前已分離鑒定出P1、P2（L）、P4這3個(gè)株系，其中P1株系分布最廣。有研究發(fā)現(xiàn)這3個(gè)株系所誘發(fā)的癥狀類似，但對(duì)不同基因型豌豆的感染能力不同[11～12]，其中P2株系分離物比P1、P4株系分離物引起的癥狀嚴(yán)重，P1、P2株系癥狀產(chǎn)生僅需7 d[11]，而P4株系相對(duì)P1、P2株系則延緩7～10 d。另外，Hampton等在一批豌豆種質(zhì)中發(fā)現(xiàn)并分離出7個(gè)不同的菌株[13]。

1.3 傳播方式及來(lái)源

1.3.1 傳播方式 豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）主要通過(guò)豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum Harris）、桃蚜（Myzus persicae Sulz）、豆蚜（Aphis craccivora Koch）等18種蚜蟲進(jìn)行非持久性傳播[14]，傳播速度極快，只需5 min或更少時(shí)間。其次可通過(guò)種子傳播（Seed-Borne），一般種傳率大于30%，無(wú)種皮種子可100%傳毒。另外也可以傳播給蠶豆，再通過(guò)蠶豆傳播到附近的豌豆[15]。

1.3.2 來(lái)源 20世紀(jì)70年代，豌豆種傳花葉病毒病在北美豌豆繁育中大爆發(fā)，主要來(lái)源于美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）的種質(zhì)資源庫(kù)、育種品系及栽培種中被侵染種子。美國(guó)為了從豌豆種質(zhì)資源庫(kù)剔除豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）病源，專門由3個(gè)實(shí)驗(yàn)室組成工作小組，于1988—1991年對(duì)2 700批種子進(jìn)行無(wú)病毒處理。其中Hampton等發(fā)現(xiàn)，1 835個(gè)豌豆引進(jìn)品系中的23%被豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）感染，這些被感染的品系主要來(lái)自于印度[16]。另外，Stevenson等發(fā)現(xiàn)種皮上有裂縫的種子豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）種傳率達(dá)到33%，相比之下，種皮正常完整的種子種傳率僅為4%[17]。Gallo等對(duì)19個(gè)豌豆品種進(jìn)行豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）機(jī)械傳播和種子傳播研究發(fā)現(xiàn)，所有品種對(duì)豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）均高度感病，種傳率為1.9%～32.7%[18]。

豌豆種傳花葉病毒?。≒SbMV）的傳播主要來(lái)自于對(duì)不成熟種胚的直接侵染，在這些不成熟種胚中，病毒可以在胚性組織中存活繁殖，直至種子的成熟[19]，這與其特殊的侵染模式是密不可分的。Wang.D等發(fā)現(xiàn)，豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）是在胚胎發(fā)育早期就開始侵染的，這個(gè)過(guò)程是由母性遺傳基因控制的，可通過(guò)控制品種雜交范圍預(yù)防該病的發(fā)生[20]。采用免疫化學(xué)法和原位雜交發(fā)現(xiàn)，豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）是通過(guò)胚柄作為侵入胚胎的直接通道，這個(gè)過(guò)程為病毒侵入胚胎提供了短暫的窗口，因此豌豆感染豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）的程度與植株年齡成反比關(guān)系。張景鳳等對(duì)種子脫水改變豌豆種傳花葉病毒在子葉細(xì)胞中的穩(wěn)定性與分布方式的研究結(jié)果表明，種胚的干燥脫水過(guò)程可改變豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）在子葉細(xì)胞中的穩(wěn)定性與分布方式，粒體多聚體的形成可能有助于豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）在干燥脫水的胚細(xì)胞中的穩(wěn)定與存活[21]。

1.4 抗性遺傳與分子標(biāo)記

1973年Hagedorn等提出，豌豆種傳花葉病毒病的抗病性是由單隱形基因sbm控制[22]，4個(gè)隱性基因（sbm-1、sbm-2、sbm-3、sbm-4） 控制著對(duì)3個(gè)株系的抗性。其中，sbm-1基因控制P1抗性，且與第6染色體上的wlo基因連鎖[23]。sbm-2、sbm-3基因?qū)？筁及相關(guān)的L-1，且sbm-2與第2條染色體上的mo基因連鎖[24]。sbm-4基因控制P4抗性[25]。

近年來(lái)，分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)（MAS）被大量應(yīng)用，可利用分子技術(shù)方法使得基因沉默而獲得誘導(dǎo)抗性以獲取更多的抗病品種[26]。1993年，Timmerman等首次報(bào)道了sbm-1抗性基因的RFLP標(biāo)記GS185[27]，該標(biāo)記與目標(biāo)基因的遺傳距離為8 cM，在抗豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）育種中可以用來(lái)鑒定選擇抗性基因sbm-1。李汝剛等根據(jù)BSA（bullked segregant analysis）方法，研究鑒定了與sbm-1連鎖的RAPD標(biāo)記BC129-780，為植物育種學(xué)家篩選抗豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）豌豆后代個(gè)體提供了很有價(jià)值的工具[28]。Gao.Z等鑒定了2個(gè)與豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）隱性抗性基因sbm緊密連鎖的位點(diǎn)，其中eIF4E基因與連鎖群VI上的sbm-1基因連鎖，eIF（iso）4E基因與連鎖群II上的sbm-2基因連鎖；另外還鑒定出1個(gè)距sbm-1基因0.7 cM的表達(dá)序列標(biāo)簽（EST）[29]。Ashby等研究分析了真核翻譯起始因子4E（eIF4E）的突變對(duì)豌豆抗PSbMV的影響[30]。Jones等以轉(zhuǎn)Nlb基因豌豆品系為材料，研究了不同的株系中PSbMV抗性誘導(dǎo)的專一性[26]。王道文等在溫室條件下對(duì)25個(gè)豌豆品種對(duì)豌豆種傳花葉病毒（PSbMV）的抗性進(jìn)行了比較，根據(jù)病株的矮化程度和病株體內(nèi)病毒濃度高低判斷出，機(jī)收類品種的抗性高于罐裝類（蔓性品種）和食莢類品種，其中在17個(gè)機(jī)收類品種中，抗性表現(xiàn)為連續(xù)分化的差異，而食莢類和罐裝類品種抗性較一致；對(duì)20個(gè)豌豆品種種傳病毒的高低比較得出3個(gè)大粒種（機(jī)收類）病株上的種子不傳病毒，其他品種的種傳率較高，達(dá)10%～74%，且種植歷史久的品種Maro和Progrcta最感病[31]。

1.5 防治

1.5.1 預(yù)防 預(yù)防是控制豌豆種傳花葉病毒?。≒SbMV）發(fā)生和傳播最有效的方法。一是豌豆種傳花葉病毒?。≒SbMV）可通過(guò)種子傳播，一旦帶病種子被種植就會(huì)通過(guò)大量的蚜蟲迅速地傳播，只有具備健康的種子來(lái)源才能真正預(yù)防該病的發(fā)生和傳播，故應(yīng)嚴(yán)禁從疫區(qū)引種。二是嚴(yán)禁把豌豆種植在苜蓿和三葉草周圍，以防這兩種多年生作物會(huì)儲(chǔ)存感染豌豆的大量病毒及傳播病毒的昆蟲。三是對(duì)豌豆種子應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)，一般要求種子帶毒率須低于1%[32]。

1.5.2 育種 選育抗病品種是減輕豌豆病毒病危害的根本途徑，對(duì)防治豌豆種傳花葉病毒病至關(guān)重要。美國(guó)大多豌豆品種不受豌豆種傳花葉病毒?。≒SbMV）的侵染，可作為抗病資源[2]。目前國(guó)際上已育成agassiz、DSAdmiral、Cruiser等品種，國(guó)內(nèi)也已育成隴豌系列、蘇豌系列等抗病品種。

2 研究方向

一是在宏觀層面積極準(zhǔn)確地針對(duì)發(fā)病來(lái)源及傳播途徑進(jìn)行檢疫防治；二是培育抗病品種，徹底有效的控制豌豆種傳花葉病毒??；三是微觀上側(cè)重病毒與寄主的互作關(guān)系研究，建立豌豆種傳花葉病毒病流行預(yù)測(cè)模型。五是利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)挖掘新抗性基因及探索抗性基因轉(zhuǎn)基因技術(shù)，減少未來(lái)豌豆感染豌豆種傳花葉病毒病的風(fēng)險(xiǎn)。

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