番茄褪綠病毒研究進展

張超越 韋建明 李云洲

摘 要：?番茄褪綠病毒（tomato chlorosis virus，ToCV） 屬于長線形病毒科（Closteroviridae），毛形病毒屬（Closteroviridae）， 可以侵染番茄、馬鈴薯、黃瓜等多種農(nóng)作物，自2011年在我國山東發(fā)現(xiàn)該種病毒以來，目前已經(jīng)逐步蔓延至多個省份，對我國番茄的安全生產(chǎn)造成了重大損失。本文從番茄褪綠病毒的基本特點、檢測方式、防治措施等多方面進行歸納總結(jié)，以期為番茄褪綠病毒的防治工作以及抗番茄褪綠病毒品種育種奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：番茄；番茄褪綠病毒；綜合防治

中圖分類號：S432.4+1

文獻標識碼：A

文章編號：1008－0457（2023）02－0048－04

國際DOI編碼：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2023.02.007

番茄（ Solanum lycopersicom ）作為年產(chǎn)量僅次于馬鈴薯（ Solanum tuberosum ）的蔬菜作物，具有食用、觀賞與科研等多方面的價值，其在蔬菜產(chǎn)業(yè)中有著舉足輕重的地位。我國是番茄生產(chǎn)與消費大國，據(jù)報道，截止于2020年，全國番茄栽培面積與產(chǎn)量分別達到了94.14萬hm2與0.48億t［1］。同時，我國番茄為出口貿(mào)易帶來了巨大的收益，2017年我國番茄出口額高達2.16億美元［2］。

番茄褪綠病毒（tomato chlorosis virus，ToCV）是長線形病毒科（Closteroviridae）毛形病毒屬（Closteroviridae）的成員。該病毒在上世紀末首次在美國佛羅里達州發(fā)現(xiàn)，至今已經(jīng)蔓延至全球30余個國家與地區(qū)。2004年ToCV首次在我國臺灣報道，2011年在我國山東壽光等地發(fā)生［3］。 近幾年該病毒在山東、廣東、河北、湖南［3-6］等多個省份均有發(fā)生，在部分番茄主產(chǎn)區(qū)有所傳播和蔓延，嚴重影響番茄的品質(zhì)與產(chǎn)量，對我國番茄種植業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)有潛在影響。在此背景下，對ToCV的研究有著重要意義，本文系統(tǒng)性梳理了ToCV的相關(guān)研究，以期為ToCV防治手段、抗ToCV品種選育提供參考。

1 ?ToCV概述

1.1 ?ToCV的基本結(jié)構(gòu)

ToCV為直徑12 nm、長度825 nm左右的梭狀病毒，其基因組由兩個單鏈正義RNA分子組成，為被分別包被在兩個粒子中的RNA1與RNA2。其中RNA1含有8595個核苷酸，具有四個開放閱讀框（Open Read Frame，ORF），而RNA2則由8247個核苷酸組成，包含了9個開放閱讀框［7］。其編碼蛋白與瓜類褪綠黃化病毒瓜類褪綠黃化病毒（cucurbit chlorotic yellows virus，CCYV）、甜菜黃化病毒（beet yellows virus，BYV）、馬鈴薯黃脈病毒（potato yellow vein virus，PYVV）等其他長線形病毒科（Closteroviridae）成員表現(xiàn)出較高的同源性［8］，RNA1主要負責編碼與病毒復(fù)制和抑制基因沉默相關(guān)的蛋白質(zhì)，而RNA2則編碼病毒外殼（Coat Protein，CP）以及運動蛋白（Movement Protein，MP），如主要外殼蛋白（Coat Protein，CP），次要外殼蛋白（Minor Moat Protein，m CP），以及熱激蛋白70 h（Heat-Shock Protein 70 homologue，HSP70h）等［9］，缺乏任意一個RNA分子，ToCV無法完成其對宿主植株的侵染［10］。

1.2 ?ToCV的傳播方式

ToCV是一種韌皮部限制性病毒，不能通過機械摩擦汁液傳播［11］，在自然條件下主要通過昆蟲傳播，其傳播載體為同翅目（Homoptera）粉虱科（Aleyrodidae）的昆蟲，包括A型煙粉虱（ Bemisia tabaci ?biotype A）、B型煙粉虱（ Bemisia tabaci ?biotype B）、Q型煙粉虱（ Bemisia tabaci ?biotype Q）等［12］。不同粉虱的傳播效率不同，如溫室白粉虱（ Trialeurodes vaporariorum ）的傳毒效率低于紋翅粉虱（ Trialeurodes abutilonea ）、煙粉虱生物型A以及煙粉虱生物型B，而在這四者中又以紋翅粉虱和煙粉虱生物型B的傳播效率最高［13］。 研究表明番茄褪綠病毒、植株、蟲媒載體三者之間存在一定互作關(guān)系，如獲毒飽和的Q型煙粉虱更偏好于帶毒量低的植株；攜帶ToCV的番茄植株會釋放更多的小分子烯烴物質(zhì)從而影響粉虱對植株的選擇，Q型煙粉虱對月桂烯（Myrcene）表現(xiàn)出排斥性，而對法呢烯（Farnesene）表現(xiàn)出偏好性［14］。

1.3 ?ToCV的地理分布與宿主范圍

1988年美國首次發(fā)現(xiàn)ToCV以來，世界多地均報道了ToCV侵染植物的記錄，在西班牙、日本、摩洛哥、南非、中國、希臘、毛里求斯、英國等全球35個國家和地區(qū)均發(fā)現(xiàn)了該種病毒，其分布囊括了除南極洲外北美洲、南美洲、亞洲、歐洲、大洋洲等全球各個大洲［15］。除了番茄外，ToCV可以感染多種的茄科植物，包括茄子（ Solanum melongena ?L.）、馬鈴薯（ Solanum tuberosum ）、煙草（ Nicotiana tabacum ）、甜椒（ Capsicum annuum ）、假酸漿（ Nicandra physaloides ）等［9，16-18］。同時，ToCV還可以感染其他科的植物，2018年我國報道ToCV首次侵染黃瓜（ Cucumis sativus ）的記錄［19］。Solórzano等[20]發(fā)現(xiàn)ToCV可以侵染二十蕊商陸（ Phytolacca icosandra ）與敘利亞蕓香（ Ruta chalepensis ）等多種植物。總之ToCV的宿主范圍比較廣泛，包括茄科（Solanum）、十字花科（Brassicaceae）、五加科（Araliaceae）、葫蘆科（Cucurbitaceae）、夾竹桃科（Apocynaceae）等多科不同屬的植物［21］，包括多種經(jīng)濟作物、觀賞植物等。

1.4 ?感染ToCV的癥狀

植株被ToCV感染之后，其潛伏期可長達3～4周，其癥狀與缺素癥相類似，發(fā)病后首先在下部老葉產(chǎn)生癥狀。其葉片會在葉脈間出現(xiàn)黃化褪綠乃至發(fā)紅的現(xiàn)象，同時葉面上產(chǎn)生紅褐色或銅綠色病斑，葉片變得厚而脆容易折斷且葉緣向內(nèi)微微卷曲，后期逐漸蔓延至植株上部葉片，并導(dǎo)致植株發(fā)育遲緩、落花落果、果實變小、縮短植株壽命等現(xiàn)象［22-23］。研究表明，ToCV能夠與番茄黃化曲葉病毒（tomato yellow leaf curl virus，TYLCV）對植株進行復(fù)合侵染，對植株產(chǎn)生更嚴重的傷害［24］。

2 ?番茄褪綠病毒的檢測方式

2.1 ?田間診斷

ToCV與TYLCV癥狀相似，常規(guī)診斷難以區(qū)分，兩者均引起植株黃化褪綠、落花落果、發(fā)育不良。然而，區(qū)別在于TYLCV感染的植株發(fā)病后，引起葉片黃化，并向上幼嫩組織蔓延。但不影響基部成熟葉片的光合作用，病部以下的部位能夠正常生長發(fā)育，而ToCV能夠影響整個植株，發(fā)病葉片葉緣黃化上卷，葉脈呈深綠色，葉片縮小，而ToCV可以使得葉脈間褪綠，葉片變得厚而脆，并出現(xiàn)紅褐色或銅綠色病斑［25-26］。

2.2 ?分子生物學(xué)技術(shù)檢測法

表1中統(tǒng)計了目前常用的ToCV檢測法，過去除田間診斷外常利用血清學(xué)檢測技術(shù)，但存在耗時耗力準確性較低的弊端，目前多采用分子生物學(xué)手段進行鑒定，其中包括反轉(zhuǎn)錄PCR（Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction，RT-PCR）、逆轉(zhuǎn)錄環(huán)介導(dǎo)等溫擴增（Reverse Transcription-Loop-mediated isothermal amplification，RT-LAMP）、酶聯(lián)免疫（Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA）、實時熒光定量（Real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction，RT-qPCR）等［32-33］。其中較為常用的手段為RT-qPCR，通過設(shè)計ToCV衣殼蛋白或HSP70蛋白基因及其目的片段的特異引物，RT-qPCR能夠高效、快速、定量的檢測植株是否感染了番茄褪綠病毒。目前對于ToCV的檢測使用的更多的是探針法RT-qPCR，存在成本較高的問題，但也有報道稱通過構(gòu)建番茄褪綠病毒染色法的RT-qPCR檢測法相比于探針法的RT-qPCR能夠在ToCV的田間檢測中降低使用成本，更適合針對大規(guī)模的田間栽培番茄的檢測［34］。

3 ?ToCV的主要防治手段

3.1 ?選育抗病品種

通過抗病品種的選育能從根本上防治ToCV，面對呈現(xiàn)蔓延趨勢的ToCV，市場急需能夠優(yōu)質(zhì)、高抗、商品性好的高品質(zhì)抗褪綠病毒番茄品種，但目前市面上尚沒有相應(yīng)品種投入使用。

3.2 ?選擇合適的播種與定植時間

ToCV對植株造成的損傷主要集中在前期，因此前期做好防治工作能夠有效的降低病毒帶來的危害。粉虱喜歡高溫、干燥的環(huán)境，因此應(yīng)該根據(jù)各地的氣候條件對番茄的播期與定植時間做出適當調(diào)整，避開粉虱活動增強的季節(jié)［35］。

3.3 ?合適的田間管理

ToCV可以感染多種茄科作物，因此要避免與茄科作物連作，同時番茄定植前要及時清理田間病株、殘株、雜草，可通過焚燒以及深挖填埋的方式減少粉虱等蟲源。通過選取無病種苗以及設(shè)置合適的光溫水肥條件，選擇合適的氮肥用量，增加鉀肥用量以及各種微量元素，培養(yǎng)番茄壯苗， 以提高番茄的抗病能力，通過設(shè)置遮陽網(wǎng)、加強通風(fēng)、及時補水等措施，避免植株萎蔫，減少病毒對植株的侵染 ［36-37］。

3.4 ?物理防治

粉虱具有強烈的趨向性，可以通過設(shè)置黃板的方式吸引粉虱從而減少褪綠病毒的傳染載體，可通過每336.5 m2設(shè)置50張左右與番茄植株等高的黃色粘蟲板的方式殺滅粉虱［38］。同時還可以通過掛設(shè)防蟲網(wǎng)、分割大棚、設(shè)置煙粉虱誘芯等方式阻止大棚外粉虱的進入［39］。

3.5 ?化學(xué)防治

化學(xué)防治是病害防治中的重要手段，其存在成本低、操作難度低等優(yōu)點。在ToCV的防治中，要適時適量使用不同藥劑，移苗前施用30%毒氟磷可濕性粉劑減少帶病種苗，番茄定植前則通過施用25%噻嗪酮可濕性粉劑、25%噻蟲嗪水分散粒劑、1.8%阿維菌素乳油等減少粉虱［36］。針對粉虱時代交替中不同蟲態(tài)也要使用不同的農(nóng)藥，如1.8%阿維菌素乳油、20%呋蟲胺可溶性顆粒對粉虱蟲卵防治效果好，而對于若蟲和成蟲則可使用40%吡蟲啉可溶劑、2.5%聯(lián)苯菊酯等藥劑［38］。粉虱對于藥劑容易產(chǎn)生耐藥性，因此要長期不斷更換使用不同藥劑，避免長期使用單一藥劑［40］。

4 ?討論

ToCV自2011年在我國大陸出現(xiàn)以來，傳播速度快，傳播范圍廣，對番茄栽培業(yè)帶來了重大損失，同時其宿主廣泛，還可以侵染除番茄外的多種植物，是一種需要高度重視的新型病毒性病害，可通過建立ToCV發(fā)生流行動態(tài)監(jiān)測體系，延緩其在我國的蔓延。目前對于ToCV的研究尚不夠深入，防治的手段較為單一，需要進一步明確ToCV的發(fā)病規(guī)律，為病害診斷、綜合防治等工作打下基礎(chǔ)，同時還需要盡快完成抗病品種選育的工作，以達到對ToCV的最佳防治效果。

（責任編輯：嚴秀芳）

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Advances in Research on Tomato Chlorosis Virus

Zhang Chaoyue，Wei Jianming，Li Yunzhou*

（Departmet of Plant Pathology College of Agriculture，Guizhou University，Guiyang，Guizhou 550025，China）

Abstract：

Tomato chlorosis virus is a member of Closteroviridae family，which can infect tomato，potato，cucumber and other crops.Since tomato chlorosis virus was discovered in Shandong province in China in 2011，this virus has rapidly spread to many provinces in mainland China，causing significant losses to the safe production of tomato.This paper summarized the basic characteristics，detection methods，prevention and control measures of tomato chlorosis virus，which could provide a foundation for the prevention of tomato chlorosis virus and the breeding of tomato chlorosis virus resistance.

Keywords：

tomato; tomato chlorosis virus; integrated control