番茄黃化曲葉病毒病抗病育種研究進(jìn)展

朱華，張子君，王濤，王曉峰，張逸鳴，鄒慶道

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110161）

番茄黃化曲葉病毒?。═YLCVD）是近年來(lái)在遼寧省發(fā)生比較嚴(yán)重的新病害，沈陽(yáng)、朝陽(yáng)、遼陽(yáng)等番茄主要種植區(qū)均有發(fā)生。該病由煙粉虱傳播，植株發(fā)病后生長(zhǎng)遲緩，頂部葉片黃化，坐果率明顯降低，給遼寧省番茄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了極大的困擾。目前，番茄黃化曲葉病毒病的防控及抗病育種，已成為番茄研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)科研單位及種苗公司的普遍重視。

1 病害發(fā)生及分布

番茄黃化曲葉病毒病是一種全球性分布的病害。該病最早在以色列被發(fā)現(xiàn)，后來(lái)在熱帶、亞熱帶地區(qū)迅速傳播蔓延，造成嚴(yán)重的危害。目前，美國(guó)、日本、澳大利亞、墨西哥、印度等39個(gè)國(guó)家均報(bào)道有該病的發(fā)生，嚴(yán)重影響番茄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

我國(guó)最早在廣西南寧發(fā)現(xiàn)該病的發(fā)生[1]，此后不斷傳播蔓延。目前，河北、河南、山東、廣東、云南、遼寧等全國(guó)番茄主栽區(qū)均有該病的發(fā)生，并造成較大的產(chǎn)量損失。該病害分布廣泛，發(fā)病重，已成為番茄生產(chǎn)上的主要病害。無(wú)論是北方保護(hù)地栽培，還是南方露地栽培，該病害均有發(fā)生，給番茄生產(chǎn)造成極大的困擾和損失[2]。

2 病原及發(fā)病癥狀

番茄黃化曲葉病毒病是由菜豆金色花葉病毒屬的番茄花葉病毒引起，該病毒屬于雙生病毒，具有單鏈環(huán)狀DNA 結(jié)構(gòu)。因此，該病毒極易變異，重組率極高，一旦暴發(fā)，較難防治[3]。

番茄黃化曲葉病毒不能直接侵染植株引起發(fā)病，需要中間介體。傳染番茄黃化曲葉病毒病的中間介體主要是煙粉虱。煙粉虱利用刺吸式口器，自有毒植株取食后，再到健康植株取食，將病毒傳播到健康植株上。目前，我國(guó)煙粉虱至少存在6 種生物型，其中B 型煙粉虱為優(yōu)勢(shì)種群。番茄黃化曲葉病毒自苗期就可以侵染植株，引起發(fā)病，發(fā)病時(shí)期可以貫穿植株整個(gè)生長(zhǎng)期。植株發(fā)病期主要表現(xiàn)為生長(zhǎng)遲緩或停滯，植株矮化，葉片變黃，葉子變小，不伸展，呈簇狀。葉表有褶皺，葉背呈紫色。結(jié)果率明顯下降，果個(gè)小，果實(shí)發(fā)育慢，成熟期不能正常轉(zhuǎn)色或轉(zhuǎn)色不均勻，使番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)受到極大的影響。

3 人工接種鑒定技術(shù)

番茄黃化曲葉病毒病的人工接種鑒定技術(shù)比較復(fù)雜，既要培養(yǎng)病毒毒源，又要培養(yǎng)煙粉虱。常用的接種方法有網(wǎng)罩接種法和自然接種法等。

3.1 網(wǎng)罩接種法

將煙粉虱成蟲(chóng)放在感染番茄黃化曲葉病毒病的植株上，取食48 h，然后再將獲毒成蟲(chóng)放到3～4 片葉的健康植株上，植株外罩防蟲(chóng)網(wǎng)，每植株約有20 頭獲毒成蟲(chóng)。接種4 d 后，用殺蟲(chóng)劑殺死成蟲(chóng)，將接種植株移入防蟲(chóng)溫室內(nèi)，觀察發(fā)病情況并進(jìn)行發(fā)病程度調(diào)查。網(wǎng)罩接種法的優(yōu)點(diǎn)是比較精確，排除了因煙粉虱對(duì)不同類型番茄取食喜好的差異，而造成的試驗(yàn)結(jié)果的偏差[4]。

3.2 自然接種法

在發(fā)病區(qū)，利用田間自然生長(zhǎng)的帶毒煙粉虱進(jìn)行接種，是在一種自然的沒(méi)有人為干預(yù)的條件下，檢測(cè)試驗(yàn)材料的抗病性。該方法操作簡(jiǎn)單，不需要專門培養(yǎng)毒源和煙粉虱成蟲(chóng)，結(jié)果也具有很好的參考性。但由于溫室內(nèi)蟲(chóng)量無(wú)法統(tǒng)計(jì)，接種壓力不明確，因此接種結(jié)果與網(wǎng)罩法相比，精確性略顯不足。另外，由于發(fā)病溫室內(nèi)不同年份的蟲(chóng)口密度有差異，因此同一份材料不同年份的接種結(jié)果可能也有所不同。接種后發(fā)病程度的調(diào)查一般采用病情指數(shù)調(diào)查法。按病情指數(shù)（DI）將發(fā)病程度分成5個(gè)級(jí)別：高抗（HR）0＜DI≤15；抗病（R）：15＜DI≤35；中抗（M）：35＜DI≤55；感?。⊿）：55＜DI≤75；高感（HS）：DI＞75。

4 抗性遺傳

番茄黃化曲葉病毒病的抗性遺傳比較復(fù)雜，利用不同的抗源材料，得出的研究結(jié)果也不完全相同。有研究者利用抗源Lycopersiconpimpinellifolium LA 121 與普通番茄雜交后代為試材，結(jié)果表明抗性是由不完全顯性的單基因控制。另有研究者利用醋栗番茄為試材，結(jié)果顯示抗性由顯性單基因控制[5]。Vidavsky 等曾以不同抗性水平的秘魯番茄、醋栗番茄及智利番茄進(jìn)行抗性遺傳研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3 種材料存在不同的抗性基因。秘魯番茄的抗性有3對(duì)無(wú)顯性效應(yīng)的基因控制，醋栗番茄有1 對(duì)耐病的主效基因控制，智利番茄有2 對(duì)耐病的基因控制[6]。對(duì)不同抗性材料的基因進(jìn)行組合，基因的互作效應(yīng)明顯不同。有的表現(xiàn)正協(xié)同效應(yīng)，有的表現(xiàn)負(fù)協(xié)同效應(yīng)或無(wú)效應(yīng)。醋栗番茄和智利番茄不完全顯性基因的加性效應(yīng)表現(xiàn)最強(qiáng)。

5 抗病基因

目前，已知的番茄黃化曲葉病毒病抗病基因有7個(gè)，分別是 Ty-1、Ty-2、Ty-3、Ty-3a、Ty-4、Ty-5、Ty-6，且多數(shù)基因都開(kāi)發(fā)了與之相連鎖的分子標(biāo)記，可用于抗病基因的檢測(cè)與鑒定。①Ty-1 抗病基因來(lái)自智利番茄LA1969，與Ty-3 是一對(duì)等位基因，Ty-1 基因被定位在6 號(hào)染色體上，屬不完全顯性單基因。Ty-1 和抗根結(jié)線蟲(chóng)基因Mi-1 存在一定的連鎖關(guān)系，檢測(cè)Mi-1 基因的CAPS 標(biāo)記REX-1 也可用于檢測(cè)Ty-1。大多數(shù)耐TYLCV 的栽培品種中含有Ty-1 基因。②Ty-2 抗病基因來(lái)自多毛番茄S. habrochaitesB6013，定位于11 號(hào)染色體上，屬完全顯性遺傳。分子標(biāo)記T0302能夠有效檢測(cè)Ty-2 抗病基因。③Ty-3 抗病基因主要來(lái)源于智利番茄，被定位于6 號(hào)染色體上，屬不完全顯性單基因。共顯性的SCAR 標(biāo)記P6-25 可用于鑒定等位基因Ty-3、Ty-3a。④Ty-4 來(lái)源于智利番茄，初步標(biāo)記在番茄3 號(hào)染色體上。⑤Ty-5 基因源于秘魯番茄的TY172 抗病品系，于2009年被標(biāo)記在番茄4 號(hào)染色體上，具有一定的抗性，但對(duì)抗病基因Ty-5 遺傳規(guī)律尚未有明確的研究結(jié)果[7]。目前，被廣泛用于育種的抗病基因有 Ty-1、Ty-2、Ty-3、Ty-3a，不同抗病基因的累加可能表現(xiàn)更好的抗病效果。

6 抗病機(jī)制

關(guān)于番茄黃化曲葉病毒病的抗病機(jī)制研究較少，有研究認(rèn)為，野生番茄葉片的腺毛密度、分泌物均與抗病性有關(guān)，番茄黃化曲葉病毒病是通過(guò)煙粉虱傳毒的，如果番茄腺毛密度大、分泌物氣味濃，可趨避煙粉虱，免受其危害，從而達(dá)到抗病的目的。植株的抗性也與自身的防御反應(yīng)相關(guān)。病毒侵染后，抗病植株體內(nèi)的活性氧、抗氧化物質(zhì)、病程相關(guān)蛋白等抗性物質(zhì)的含量，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于感病植株。說(shuō)明病毒的侵染誘發(fā)了抗病植株的防御系統(tǒng)，使其免受病毒危害。也有研究發(fā)現(xiàn)，多毛番茄EELM-889 被病毒侵染后，雖然體內(nèi)積累了大量的病毒，但抗性材料卻并不表現(xiàn)癥狀[8]。

7 抗病品種

自番茄黃化曲葉病毒病在中國(guó)普遍發(fā)生，成為主要病害后，番茄黃化曲葉病毒病的抗病育種工作就成為研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，經(jīng)育種工作者多年不斷努力，選育了很多抗性表現(xiàn)好、綜合性狀優(yōu)良的新品種。

國(guó)內(nèi)的科研院所、大學(xué)選育了一批抗黃花曲葉病毒病的新品種。遼寧省農(nóng)科院蔬菜所選育的遼粉185 和園藝504 均屬抗番茄黃化曲葉病毒病新品種。遼粉185 屬于口感型新品種，有綠肩，抗番茄黃化曲葉病毒病等8 種病害，硬度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的口感型新品種，貨架期更長(zhǎng)。園藝504 屬于硬粉類型的番茄新品種，無(wú)果肩，果實(shí)均勻度好，優(yōu)果率高，適合晚秋及早春茬栽培。浙江農(nóng)科院選育的浙粉712、奧美拉1618，上海農(nóng)科院選育的申紅2 號(hào)、申粉16 等，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的漢諾威5 號(hào)、華番14 等，都屬于抗番茄黃化曲葉病毒病新品種。國(guó)內(nèi)沈陽(yáng)谷雨種業(yè)有限公司出產(chǎn)的天妃系列、卓粉系列番茄品種，上海菲圖種業(yè)公司的瑞星5 號(hào)、瑞星大寶、金盾等新品種均有一定的推廣面積。國(guó)外圣尼斯公司選育的歐貝、歐冠，海澤拉公司選育的安納西、瑞拉等抗黃花曲葉病毒病新品種，都有很好的抗病表現(xiàn)。

8 育種現(xiàn)狀

番茄黃化曲葉病毒病是近年來(lái)我國(guó)發(fā)生嚴(yán)重的新病害，該病害具有傳播速度快、危害嚴(yán)重、損失大的特點(diǎn)，嚴(yán)重威脅中國(guó)番茄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。番茄黃化曲葉病抗病育種及綜合防控措施已成為番茄研究的前沿和熱點(diǎn)。

應(yīng)用抗病品種是防治番茄黃化曲葉病毒病最經(jīng)濟(jì)有效的措施。由于該病害由煙粉虱傳播，因此常規(guī)的人工接種很難快速準(zhǔn)確地進(jìn)行抗病材料的鑒定，存在操作繁瑣、鑒定結(jié)果可靠性不夠等問(wèn)題。因此，育種過(guò)程中抗性材料的篩選常采用分子標(biāo)記輔助選擇結(jié)合田間自然鑒定的方法，既提高了效率，又保證了鑒定結(jié)果的可靠準(zhǔn)確[9]。

目前報(bào)道的番茄黃化曲葉病的抗病基因有Ty-1、Ty-2、Ty-3、Ty-3a 等，國(guó)內(nèi)已選育了多個(gè)含有上述抗病基因的品種并得到了大面積的推廣和應(yīng)用，對(duì)番茄黃化曲葉病毒病的防控起到了至關(guān)重要的作用。在新品種應(yīng)用過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，如含有單一抗病基因的品種連年種植或者蟲(chóng)源壓力過(guò)大的情況下，易喪失抗病性或者抗病能力減弱。因此選育含有多個(gè)抗病基因、具有復(fù)合抗病性特點(diǎn)的優(yōu)良品種，是未來(lái)新品種選育的方向。

9 研究展望

黃化曲葉病毒病是近年來(lái)在全國(guó)番茄主栽區(qū)普遍發(fā)生的新病害，該病害一旦發(fā)生，傳播速度快，蔓延范圍廣，且僅靠化學(xué)農(nóng)藥防治難以達(dá)到理想的效果。選育應(yīng)用抗病品種是防治黃化曲葉病毒病的經(jīng)濟(jì)有效措施，但僅靠常規(guī)育種技術(shù)很難對(duì)抗性材料進(jìn)行選擇和鑒定，需結(jié)合分子標(biāo)記育種技術(shù)。目前，一些主效的抗病基因大多進(jìn)行了基因定位，可利用分子標(biāo)記進(jìn)行抗病基因的選擇和鑒定。另外，品種含有單一的抗病基因容易喪失抗性，多個(gè)抗病基因的累加可能會(huì)有更好的抗性效果。雖然應(yīng)用抗病品種是防治黃化曲葉病毒病最經(jīng)濟(jì)有效的措施，但也要注意煙粉虱等介體種群數(shù)量的控制，尤其是在一些病害發(fā)生較重的老棚區(qū)，煙粉虱種群密度大，病害發(fā)生重，僅僅依靠品種自身的抗性很難達(dá)到理想的防控效果，最好以抗病品種為主，同時(shí)輔助農(nóng)藥防治、生態(tài)防治等方法，多種方法共同使用，達(dá)到較好防效。