辣椒病毒病研究進展

汪 沛，湯琳菲，雷 艷，熊興耀，聶先舟，胡新喜

（1. 湖南省馬鈴薯工程技術研究中心， 湖南 長沙 410128； 2. 湖南農(nóng)業(yè)大學園藝園林學院， 湖南 長沙 410128； 3. 湖南省湘西土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學研究院， 湖南 吉首 416000；4. 加拿大農(nóng)業(yè)部馬鈴薯研究中心， 加拿大 弗萊德里克頓 E3B4Z7）

辣椒為茄科辣椒屬植物，是中南美、歐洲、亞洲等地區(qū)廣泛種植的一種重要蔬菜作物和調(diào)味品，可鮮食，也可加工成各種辣椒產(chǎn)品，其營養(yǎng)價值豐富，深受人們喜愛。辣椒的維生素C 含量居蔬菜之首，辣椒中的紅色素還是目前被人們廣泛使用的天然食品著色劑。近年，辣椒的需求量、銷量日益增加，椒農(nóng)對辣椒種植的熱情也有所提升。我國是世界上辣椒栽培面積最大的國家，如今，辣椒甚至成為某些城市蔬菜產(chǎn)業(yè)的主導產(chǎn)業(yè)之一[1]。然而，在辣椒生產(chǎn)中，多種病害成為阻礙椒農(nóng)增收的障礙。炭疽病、病毒病和疫病是危害辣椒的主要病害，其中，辣椒病毒病在世界范圍內(nèi)廣泛發(fā)生，危害巨大，至今已發(fā)現(xiàn)40種以上的病毒能侵染辣椒，我國辣椒病毒病亦日趨嚴重，常導致辣椒落葉、落花、落果，可造成減產(chǎn)30%～50%甚至絕收，成為影響辣椒產(chǎn)量的主要因素之一[2]。本文從病毒種類、生物學特性、檢測方法及其防治方法等方面對近年來辣椒病毒病研究進展進行了綜述，并對今后的研究重點進行了展望。

1 危害辣椒的主要病毒

世界范圍內(nèi)已發(fā)現(xiàn)40種以上能侵染辣椒的植物病毒，我國已檢測到的毒源主要有煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）、 黃 瓜 花 葉 病 毒（Cucumber mosaic virus，CMV）、馬 鈴 薯Y 病 毒（Potato virus Y，PVY）、蠶豆萎蔫病毒（Broad bean vascula w ilt virus，BBWV）、馬鈴薯X 病毒（Potato virus X，PVX）、番茄花葉病毒（Tomato mosaic virus，ToMV）、煙草蝕紋病毒（Tobacco etch virus，TEV）、苜?；ㄈ~病毒（A lfalfa mosaic virus，AMV）、煙草脆裂病毒（Tobacco rattle virus，TRV）、辣椒輕斑駁病毒（Pepper mild mottle virus，PMMoV）、辣椒環(huán)斑病毒（Chilli ringspot virus，ChiRSV） 及辣椒脈斑駁病毒（Pepper veinal mottleirus，PVMV）等，其中TMV 和CMV 是我國辣椒生產(chǎn)中的主要病毒[3]，其他國家也普遍發(fā)生，20 世紀90年代后BBWV 逐漸成為我國部分辣椒主產(chǎn)區(qū)的主要病毒，而PVY 對辣椒的危害近年在國內(nèi)也開始受到重視。

1.1 黃瓜花葉病毒（CMV）

CMV 為雀麥花葉病毒科（Bromoviridae）黃瓜花葉病毒屬（Cucumovirus）的典型代表，病毒粒子是等軸對稱二十面體，CMV 為三分體、單鏈RNA 病毒，包括4個RNA 片段，這4個片段分別編碼不同的蛋白。此外，有些CMV 中還含有衛(wèi)星RNA，它不能獨立侵染和復制，但它的存在能干擾CMV 復制，降低CMV濃度。

目前已報道的CMV 株系有100個以上，按不同分類方法可將CMV 劃分為不同的株系。由于不同株系的寄主范圍有差異，在同一寄主植物上的癥狀也不一致，因而可以利用這一點來鑒定CMV 和其他病毒及CMV 的不同株系。楊永林等將CMV 劃分為6 大類群，而國外的學者一般將CMV 株系按照其危害不同寄主所表現(xiàn)的癥狀分為S 和WT 兩大類群，根據(jù)抗原特性和核酸系列相似性，可將CMV 株系分為亞組Ⅰ和亞組Ⅱ。我國的學者們對各作物上的CMV 分離物進行了亞組鑒定和分子生物學研究，結(jié)果表明我國CMV 分離物主要為亞組Ⅰ，亞組Ⅱ較少。Yu 等[4]對包括煙草、辣椒、茄子、番茄、青菜、蘿卜、百合、南瓜在內(nèi)的100 多份CMV 陽性材料進行檢測，亞組Ⅰ占93.1%以上，而亞組Ⅱ僅占6.9%。

1.2 煙草花葉病毒（TMV）

TMV 屬于Tobamovirus 群，能侵染36個科350種植物，其對辣椒的危害僅次于CMV，主要在辣椒生長前期造成危害，常與CMV 復合侵染。辣椒對不同TMV 分離物抗感性既有許多特征性差異，又具備在某些品種上的一致性，TMV 的株系鑒定情況較為復雜，不同科、屬植株上的CMV 存在分化，同種植株上的CMV 也存在分化。黃家風等根據(jù)癥狀表現(xiàn)將辣椒上的5種TMV 分離物分成黃白花葉型、系統(tǒng)壞死型、輕微花葉型、綠色花葉型。

1.3 蠶豆萎蔫病毒（BBWV）

BBWV 最初在澳大利亞被發(fā)現(xiàn)，為蠶豆病毒屬。BBWV 能侵染44 科186 屬的328種植物，我國首次發(fā)現(xiàn)BBWV 是在豇豆上，后來又在辣椒、芹菜、豌豆、青菜、蠶豆等多種植物上發(fā)現(xiàn)這種病毒，且發(fā)病率嚴重時可高達80%[5]。BBWV 存在兩個血清型，即血清型Ⅰ和血清型Ⅱ，國際病毒分類委員會第6 次報告將BBWV 的兩個血清型區(qū)分為BBWV1 和BBWV2 兩種。目前，在我國尚未發(fā)現(xiàn)BBWV1，但BBWV2 廣泛發(fā)生。BBWV 能造成線椒頂枯壞死，近年以來，BBWV在辣椒上的危害逐漸增大，受到國內(nèi)外研究者們的關注。

1.4 馬鈴薯Y 病毒（PVY）

PVY 為馬鈴薯Y 病毒屬，根據(jù)寄主植物癥狀反應和血清學反應類型將其劃分為多個株系，常見的有PVYO、PVYN、PVYC、PVYE、PVYZ 等。PVY 不僅危害馬鈴薯，也能危害其他的茄科作物，如辣椒、煙草、番茄等。辣椒PVY 分離物通常不能系統(tǒng)侵染馬鈴薯，類似地，某些馬鈴薯PVY 分離物對辣椒的侵染能力也有限，將侵染辣椒和馬鈴薯的PVY 分離物接種到煙草上，根據(jù)其在煙草上表現(xiàn)出來的癥狀，可將兩者區(qū)分開來。馬鈴薯PVY 分離物和辣椒PVY 分離物的差異還表現(xiàn)在病毒序列的不同，此外，由于兩者的外殼蛋白編碼序列有差異，故可根據(jù)對兩者進行抗體和外殼蛋白進化分析來區(qū)分。已有研究表明，大部分的辣椒PVY 分離物與馬鈴薯PVYC 相近，但基于外殼蛋白編碼序列，辣椒PVY 分離物似乎是另外一個株系。根據(jù)辣椒PVY 分離物與辣椒隱性抗性基因pvr21和pvr22 的相互關系可將其分為3個小種：致病型0、致病型（0，1）、致病型（0，1，2）。PVY 可導致辣椒局部壞死、系統(tǒng)性壞死或頂端壞死，這些癥狀是否為抗性反應，還需要進一步研究。

2 辣椒病毒檢測技術

2.1 生物學方法

通過鑒別寄主或指示植物的反應來診斷病害的方式稱為植物病毒的生物學檢測法，如CMV、TMV、PVY 等可導致辣椒花葉或枯死，陳麗等用該法進行了陜西辣椒病毒病的毒源鑒定[6]，該法易受季節(jié)和環(huán)境因素影響，檢測速度較慢，現(xiàn)已不再作為鑒定植物病毒的主要方法。但對病毒分離物進行血清學或生物學研究前，進行生物學鑒定有利于保證結(jié)果的可靠性。

2.2 血清學檢測法

血清學檢測法是利用抗原抗體的體外特異性結(jié)合檢測植物病毒，包括酶聯(lián)免疫吸附法、免疫膠體金技術和快速免疫濾紙法等。魏梅生等通過膠體金免疫電鏡技術檢測到ChiRSV[7]，馮蘭香等用血清學方法對辣椒幾種病毒進行了鑒定[8]，高芳鑾等采用酶聯(lián)免疫法檢測了中國14個省的馬鈴薯Y 病毒，并對其CP基因的分子變異進行了相關研究[9]，郭思瑤等則利用斑點免疫雜交法和RT-PCR 鑒定了重慶地區(qū)的辣椒病毒病病原，并分析了優(yōu)勢病毒[10]。

2.3 電鏡法

電子顯微鏡技術是最準確、最直接的病毒檢測手段，它可以直接看到病毒的形態(tài)結(jié)構(gòu)，至今仍然有著無法替代的作用。Kausche 和Melcher首次用電鏡觀察到TMV，Hatta 等用電鏡觀察區(qū)分了CMV 的不同株系。負染色和超薄切片法是最常用的植物病毒電鏡診斷法，結(jié)合免疫電鏡法可以進一步判斷血清學關系，研究病毒在細胞內(nèi)的包裝和復制等。

2.4 分子生物學法

分子生物學法是通過檢測病毒核酸來判斷病毒是否存在，此法特異性強，靈敏度高，操作簡便，檢測速度快。目前，應用于植物病毒檢測鑒定方面的分子生物學技術主要有雙鏈RNA 電泳技術、核酸分子雜交技術、多聚酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，PCR）技術、實時熒光定量PCR（real-time fluorescent quantitative PCR）技術、基因芯片等[11]。姚玉榮等[12]運用RT-PCR 法在辣椒上檢測出CMV 和PMMoV 等毒原，郭京澤等運用實時熒光定量RT-PCR 對PMMoV進行快速檢測[13]，王健華等建立了ChiRSV 的RT-PCR檢測方法[14]。

生物學法的應用存在諸多限制；電鏡檢測法對設備要求較高，且操作技術較難掌握，應用不多；雖然現(xiàn)在血清學法的實際應用仍很多，但快速、簡便、靈敏度高的分子生物學法，尤其是核酸雜交和RT-PCR 法在未來的植物病毒檢測方面具有較強的優(yōu)勢。結(jié)合以上方法中的兩至三種對病毒病進行檢測，更具指導意義。

3 辣椒病毒病的防治

辣椒病毒病日趨嚴重，給辣椒生產(chǎn)造成巨大的損失，針對病毒病的傳播途徑、發(fā)生規(guī)律，有許多防治方法。大多采取噴施藥劑、防治蚜蟲以及加強田間管理等方法來治理病毒病危害。

3.1 選育抗病品種

選育抗病品種是防治病害最經(jīng)濟有效的方法，也是最環(huán)保的。隨著生物技術的發(fā)展，研究者們發(fā)現(xiàn)了對某些病毒病具有抗性的基因，辣椒對CMV 的抗性為多基因控制，表現(xiàn)為部分顯性遺傳[15]。目前在辣椒上發(fā)現(xiàn)了至少7個單抗基因和1個QTL 定位基因，如辣椒的PVr4 基因不僅抗PVY 的3個小種，也對PepMov 具有顯性抗性。辣椒抗PVY 的pvr 等位基因編碼與PVY 的VPg 相互作用、抑制病毒復制和移動的eIF4E 蛋白，是由Ⅲ號染色體上的隱形基因（pvr1、pvr2 和pvr5）或X 號染色體上的顯性基因（pvr4 和pvr7）控制的抗性。自從最早表達TMV 外殼蛋白的轉(zhuǎn)基因煙草獲得TMV 抗性以來，利用轉(zhuǎn)基因途徑獲得抗病性已被廣泛研究，隨著目的基因的分離，越來越多的轉(zhuǎn)基因辣椒被獲得。辣椒基因組數(shù)據(jù)的公布可有效解決辣椒分子標記匱乏這一問題，為辣椒抗病育種特別是分子標記輔助選擇育種提供了新的契機，使得SNP 和Indel 標記的開發(fā)和應用成為可能[16]。此外，利用RNAi 原理，將一種或多種病毒的基因或基因片段通過轉(zhuǎn)基因途徑轉(zhuǎn)化植物，形成雙鏈的小分子RNA，誘導轉(zhuǎn)錄后基因沉默，從而獲得病毒抗性。

3.2 農(nóng)藝防治

朝天椒、茂椒6 號、線椒、紅豐404 等品種具有較強的抗病性[17]，可根據(jù)各地的實際情況因地制宜選擇相應的抗病性較強的品種。一般情況下，種子可能攜帶病毒，因此在播種前對種子進行消毒處理能在一定程度上降低病毒病發(fā)生的可能性。蚜蟲是辣椒病毒病的主要傳播媒介，覆蓋銀灰色地膜不僅能起到保溫增濕作用，還能趨避蚜蟲，也可利用防蟲網(wǎng)防治蚜蟲，達到防病的目的[18-19]。合理密植、合理施肥和灌溉、與非茄科作物輪作等措施都能大大減輕病害發(fā)生[20]。

3.3 化學防治

防治辣椒病毒病的化學藥劑可分為病毒鈍化型和抑制病毒增值型兩大類，例如DHT、病毒唑、鹽酸嗎啉胍等能對病毒增值過程起干擾和抑制作用，此外，51%病毒K 乳油、30%康壯素也能很好的防治病毒病。2.0%好普水劑對辣椒病毒病有較好防治效果[22]，也可應用啶蟲脒殺害蚜蟲切斷辣椒病毒病的傳播。

3.4 物理防治

應用殺蟲燈、黃色板或藍色板、性誘劑等趨避蚜蟲與白粉虱，能從傳播媒介方面阻礙病害傳播，這些防治技術生產(chǎn)成本低、易掌握、且對環(huán)境并無太大影響，適宜大力推廣。

4 展 望

TMV、CMV 是危害普遍的辣椒病毒病，近年來，其他病毒病在辣椒上的危害亦正在擴大化，BBWV、PVY 對辣椒的危害在國外很受重視，但在國內(nèi)還未引起太多關注。我國辣椒病毒病的研究基礎薄弱，盡管辣椒抗病毒研究目前已取得了一些進展，但面對影響日趨嚴重化的病毒病危害，至今仍未找到十分有效的防治措施。加強抗病毒種質(zhì)資源搜集和研究、加強辣椒抗病育種對辣椒生產(chǎn)有重要意義。王立浩等利用CAPS 標記輔助育種技術對辣椒PVY 抗性基因PVr4進行轉(zhuǎn)育研究[22]，扈新民等[23]對航天誘變在辣椒育種上的應用做了研究，種間雜交、組織培養(yǎng)、分子標記、轉(zhuǎn)基因以及反義RNA 等現(xiàn)代生物技術都在近年的辣椒抗病育種研究中開始發(fā)揮巨大威力，也為未來辣椒抗性研究提供了方向[24-26]。從源頭上了解辣椒病毒病的特征能為其防治提供有利依據(jù)，隨著生物技術的不斷發(fā)展，對辣椒病毒病的研究也將不斷深入。

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