油菜花葉病毒的研究進展及其防治

趙賢雷

（聊城大學(xué)，山東聊城 252000）

1 煙草花葉病毒屬病毒的種類和亞組Ⅲ類病毒ORMV

1.1 煙草花葉病毒屬病毒的種類

根據(jù)國際病毒分類委員會（The International Committee on Taxonomy of Viruses，ICTV）的第八份報告，到目前為止，已鑒定出22種煙草病毒，并有另一種暫定種[1]。煙草花葉病毒屬（Tobamovirus）的代表性種是煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus，TMV），它是一種有意義的單鏈桿狀RNA病毒，基因組全長約6 400個核苷酸[2]。TMV可感染300多株植物，造成嚴重危害。隨著分子生物學(xué)和基因工程的發(fā)展，TMV從一個亞組擴展為兩個亞組，隨后發(fā)展為三個亞組[3]。根據(jù)病毒的宿主范圍、基因組結(jié)構(gòu)（病毒裝配起始點的位置、MP基因與CP基因ORFs的重疊）和進化關(guān)系，將煙草病毒分為3個亞類：亞組Ⅰ病毒能夠侵染茄科植物，并且其病毒粒子裝配原點位于運動蛋白上；亞組Ⅱ病毒能侵染瓜類植物，而其病毒粒子裝配原點位于外殼蛋白上；亞組Ⅲ是能夠侵染十字花科和車前科植物的病毒，其病毒粒子裝配原點位于運動蛋白上[4]。

1.2 亞組Ⅲ類病毒——ORMV

近年來，隨著基因工程的發(fā)展，人們對一些TMV有了更深入的認識，發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒屬亞組Ⅲ存在一類桿狀病毒，根據(jù)病毒粒子的形態(tài)學(xué)特征和血清學(xué)關(guān)聯(lián)性分析，發(fā)現(xiàn)其與TMV有很大不同。Aguilar等[3]首次完成油菜花葉病毒（YoMV）基因組核苷酸全序列測定，表明YoMV是完全不同于TMV的病毒，并建議將病毒名稱中的漢語拼音“youcai”修改為oilseed rape，即Oilseed rape mosaic virus。

油菜花葉病毒（Oilseed rape mosaic virus，ORMV）又也稱Youcai mosaic virus（YoMV）或Chinese rape mosaic virus（CRMV），其是一種桿狀病毒，對油菜危害極其嚴重[3]。由病毒粒子的形態(tài)學(xué)特征和血清學(xué)關(guān)聯(lián)性分析，油菜花葉病毒從屬煙草花葉病毒屬（Tobamovirus）。

當前，煙草花葉病毒屬亞組Ⅲ已經(jīng)有多個病毒株系獲得了基因組全長或部分序列，包括鳳仙花株系（Ribgrass mosaicvirus，impatens strain，RMV-Imp；DQ223770）[5]、車前草花葉病毒上海株系（Ribgrass mosaic virus，Shanghai strain，RMV-Sh）[6]、煙草花葉病毒十字花科株系（Tobacco mosaic virus，crucifer strain，TMV -Cr；Z29370）[7]、煙草花葉病毒大蒜株系（Tobacco mosaicvirus garlic strain，TMV -Cg；D38444）[8]等等。

2 四種油菜花葉病毒研究介紹

2.1 ORMV-SX

近幾年，研究發(fā)現(xiàn)了侵染其他植物的油菜花葉病毒——ORMV-SX。王德富等[9]從油菜花葉病毒山西地黃分離物中鑒定獲得一種煙草花葉病毒屬病毒，基因組全長6 304 nt，5'UTR由68個核苷酸組成，3'UTR由236個核苷酸組成，編碼區(qū)含有4個開放閱讀框（ORF），其中ORF1編碼1 103個氨基酸、分子量為121 kDa的復(fù)制酶；ORF1a編碼1 596個氨基酸，分子量為175 kDa的復(fù)制酶通讀蛋白；ORF3編碼265個氨基酸，分子量為29 kDa的運動蛋白（MP）；ORF4編碼一種外殼蛋白（CP），分子量為17 kDa，157個氨基酸。ORF3和ORF4具有77nt的重疊區(qū)域。根據(jù)全序列核苷酸一致性分析，發(fā)現(xiàn)其與油菜花葉病毒武漢分離物ORMV-Wh[10]一致性最高，達到96%。并且其與煙草花葉病毒屬亞組Ⅲ其他株系一致性較高；與亞組Ⅰ和亞組Ⅱ中的分離物一致性較低。證明了ORMV-SX歸屬于煙草花葉病毒屬亞組Ⅲ，即ORMV-SX是一種油菜花葉病毒，ORMV-SX和ORMV-Wh形成了一個關(guān)系最密切的獨立分支。并首次報道了該種病毒可侵染玄參科植物地黃，擴大了油菜花葉病毒的寄主范圍。

2.2 ORMV-Wh

ORMV-Wh的基因組長6 301 nt，與Ⅲ病毒亞組病毒的基因組結(jié)構(gòu)相似，包含4個開放閱讀框（ORF），ORF1終止于琥珀密碼子TAG，TAG后存在煙草花葉病毒屬病毒典型的通讀序列CAATTA；ORF1通讀的典型特征，ORF1a編碼1 595個氨基酸、分子量為181.2 kDa的蛋白；ORF2編碼265個氨基酸、分子量為29.7 kDa的運動蛋白；ORF3編碼157個氨基酸、分子量為17.6 kDa的外殼蛋白；其3'UTR長度為239 nt。ORF2和ORF3有77 nt的重疊區(qū)域。其與TMV寄主范圍存在明顯差異，而血清學(xué)相關(guān)性較低，外殼蛋白（CP）基因核苷酸序列一致性也較低，而與油菜花葉病毒的CP基因核苷酸一致性較高，是一種與油菜花葉病毒同源性較高的亞組Ⅲ類病毒[10]。ORMVWh病毒能感染菜籽、大白菜等十字花科植物，在感染早期產(chǎn)生典型的清脈癥狀。ORMV-Wh病毒對番茄、煙草等茄科植物的致病性較弱[11]。

2.3 ORMV-Sh

ORMV-Sh又稱YoMV-Sh、RMV-Sh，其為車前草花葉病毒上海分離株系，ORMV-Sh最初是從上海感病的青菜上分離得到，基因組全長6 301 nt，與其他十字花科煙草花葉病毒屬相似。其5'UTR長度為68 nt，3'UTR長度為236 nt。其含有一個4個開放閱讀框，包括編碼126 kDa和183 kDa的復(fù)制酶基因，以及編碼外殼蛋白和運動蛋白的基因。其全基因序列與十字花科類煙草花葉病毒屬相似。通過比較全基因組核苷酸序列和預(yù)測的氨基酸序列以及系統(tǒng)發(fā)育分析其與油菜花葉病毒同源性極高，為96%的一致性，尤其在預(yù)測的外殼蛋白的氨基酸序列和RNA聚合酶區(qū)域上極為相似[12]。其顯著特點是能夠侵染長葉車前和十字花科等類植物，典型的TMV及其他大部分煙草花葉病毒屬病毒沒有這種侵染能力[13]。

2.4 ORMV-Br

ORMV-Br[14]是從中國湖北省的油菜中分離出來的一種煙草花葉病毒屬的病毒。與其他煙草花葉病毒屬病毒相比，ORMV-Br對十字花科植物有更高的認同度，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育分析，其與ORMV其他從屬十分相似，是TMV的同種但不同分支。其含239 nts大小的3'UTR，外殼蛋白和運動蛋白分別編碼158和266個氨基酸殘基，外殼蛋白和運動蛋白開放閱讀框之間含77個核苷酸的重疊區(qū)。ORMV-Br的CP與油菜花葉病毒屬具有極高的同源性。根據(jù)序列比較和系統(tǒng)發(fā)育分析，其與ORMV同源性較高，與TMV同源性較低，證明其從屬TMV亞組Ⅲ類病毒。ORMVBr對十字花科植物有很強的侵染性，然而，它對茄科、豆科和葫蘆科等植物的傳染性較弱。其病毒體形態(tài)和煙草花葉病毒屬病毒一致。

3 油菜病毒病的危害與防治措施

3.1 油菜病毒病的危害

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，油菜的種植面積也不斷增加，油菜苗期的病害也日趨嚴重。油菜病毒病又名油菜花葉病、油菜毒素病[15]。油菜病毒病全國油菜產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，其中華北、西南和華中冬季油菜區(qū)最為嚴重。

在我國，冬油菜病毒在寄主體內(nèi)越冬。春天由桃蚜、菜縊管蚜等蚜蟲傳毒，其中桃蚜和菜縊管蚜在油菜田十分普遍。蚜蟲帶病毒傳毒時間很短，在獲病株上吸汁5 min即可獲毒，在健康株上吸汁不足1 min即可傳毒，但獲毒后20～30min，傳毒力即可消失。冬油菜區(qū)，油菜、春季甘藍、青菜、小白菜等十字花科蔬菜和雜草，成為秋季油菜重要毒源。此外，車前草、辣根等雜草及茄科、豆科作物也是病毒越夏的植物寄主。春油菜區(qū)病毒還可在溫室、塑料棚栽培的油菜等十字花科蔬菜留種株上越冬。

煙草花葉病毒屬病毒寄主范圍較廣，能侵染葫蘆科、茄科、豆科、藜科、木犀科、莧科、錦葵科、十字花科等共36科310多種植物[16-17]，而ORMV雖為煙草花葉病毒屬亞組Ⅲ的成員，但其寄主范圍相對較小，僅能夠侵染十字花科、車前科、鳳仙花科和石蒜科等植物[16-20]。

ORMV一般在十字花科或者雜草等上過夏，秋季通過蚜蟲傳播至比油菜種植較早的十字花科蔬菜上，再傳播至油菜種植地，造成染病。油菜病毒病與蚜蟲的遷飛量呈正相關(guān)[21]，嚴重時造成油菜籽絕產(chǎn)。油菜花葉病毒對油菜的生長發(fā)育產(chǎn)生嚴重影響，油菜發(fā)病越早，損失越嚴重，影響油菜結(jié)籽，菜籽產(chǎn)量極大減少。

3.2 油菜病毒病的防治措施

3.2.1 選種抗病品種

在油菜種植區(qū)應(yīng)根據(jù)當?shù)囟驹捶N類進行選種抗病品種，如西南302[22]、湘雜油1號[23]、中雙4號[24]等。一般甘藍型油菜抗病較強，但應(yīng)在不同的油菜病發(fā)生區(qū)合理選種。

煙草花葉病毒和油菜花葉病毒形態(tài)不同：煙草花葉病毒的粒體為桿狀，大小為（15～16）nm×300 nm；油菜花葉病毒的粒體為球形，直徑38 nm。煙草花葉病毒屬的失毒溫度98 ℃以上，稀釋終點1.5×106。體外保毒期29天以上，可經(jīng)汁液、土壤和大型針線蟲傳毒[25]。

3.2.2 適時播種

早期油菜播種發(fā)病率明顯高于晚期播種，尤其是白菜型花葉病極為嚴重[25]。選擇合適的種植時間，應(yīng)根據(jù)當?shù)貧夂蛞约坝筒似贩N而定，除此之外，應(yīng)注重蚜蟲發(fā)生情況以及遷飛量，必要時適當延遲種植，降低蚜蟲的傳染率。

3.2.3 合理種植

科學(xué)施肥，防旱抗?jié)?。保證苗期植物的茁壯，降低致病率，增強抵抗性。

3.2.4 農(nóng)藥防治

在蚜蟲發(fā)生期應(yīng)及時噴施農(nóng)藥，降低蚜蟲的遷飛量?？共〕跗诳墒褂?.5%的抗毒豐菇類蛋白多糖AS，或1.5%的植病靈乳劑等藥劑，間隔7天左右，噴施2～3次，可以抑制或緩解病情發(fā)展。

4 結(jié)語

煙草花葉病毒屬病毒長期對不同植物的適應(yīng)使得形成不同的寄主范圍，這種推測可以從MP分化中得到輔證，雖然TMV的126 kDa、183 kDa、MP和CP基因都可以影響寄主范圍和癥狀的發(fā)生，但MP可能有更特殊的意義，不同病毒的MP比其他基因會有極大的不同，有人提出病毒MP最初可能來源于寄主植物基因[26]。MP基因也對于分析ORMV寄主范圍和同源性上也有一定貢獻，對上述4種ORMV，MP基因均存在差異，MP基因可能參與決定了其寄主范圍。

ORMV是煙草花葉病毒屬病毒的亞組Ⅲ類病毒，在血清學(xué)和進化關(guān)系上十分密切。但ORMV寄主范圍小，而煙草花葉病毒屬病毒寄主范圍廣，防治煙草花葉病毒的方法大多同樣適用于ORMV的防治。同時加以合理的耕作管理、防蟲治蚜，從而保證幼苗健康茁壯，提高產(chǎn)量。

目前，對于ORMV的認知還比較少，對于其復(fù)制酶更加深入的研究還有待挖掘，同時對于MP基因的功能認知還有待完善。除此之外，ORMV對植物的侵染會引發(fā)植物的基因沉默機制，利用該機制進行抗病的研究尚不明確，僅僅依賴傳統(tǒng)方法治理病害，難以防范和治理，造成絕產(chǎn)，這就需要提前預(yù)防，做好詳細安排規(guī)劃。