張靜雅 何衍彪

摘? 要：植物病毒病與其他植物病害相比，具有危害大、難檢測、難防治的特點(diǎn)。本文結(jié)合植物病毒病的發(fā)生特點(diǎn)綜述了植物病毒病檢測及防治技術(shù)，并對植物病毒病的防治工作進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：植物病毒病;檢測;防治;技術(shù)研究

中圖分類號 S432文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）12-0079-4

Abstract：It's more devastating and difficult to detect the pathogen and manage plant virus disease efficiently than other diseases. The occurring characteristics of plant virus disease are pointed out，and some progresses in detection technology and management technology are reviewed in this paper. At last，the future work of management technology of plant virus disease is prospected.

Key words：Plant virus disease;Detection technology;Management technology

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中病毒病是僅次于真菌的第2大類植物病害，世界各地的絕大部分作物都不同程度受其危害。植物病毒在植物細(xì)胞中絕對寄生，其復(fù)制所需的物質(zhì)、能量、場所完全由寄主細(xì)胞提供。由于植物沒有完整的免疫系統(tǒng)，植物病毒病的防治較為困難，一直是植物病害及病毒學(xué)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題[1]。

植物病毒必須在寄主細(xì)胞內(nèi)營寄生生活，所以一般植物病毒只有在寄主活體內(nèi)才具有活性。僅少數(shù)植物病毒可在病株殘?bào)w中保持活性幾天乃至幾年，也有少數(shù)植物病毒可在昆蟲活體內(nèi)存活或增殖。植物病毒?；詮?qiáng)，某一種病毒只能侵染某一種或某些植物，但也有少數(shù)為害廣泛，如煙草花葉病毒和黃瓜花葉病毒等。植物病毒在寄主細(xì)胞中進(jìn)行核酸（RNA或DNA）和蛋白質(zhì)外殼的復(fù)制，組成新的病毒粒體。植物病毒粒體或病毒核酸在植物細(xì)胞間轉(zhuǎn)移速度很慢，而在維管束中則可隨植物的營養(yǎng)流動方向而迅速轉(zhuǎn)移，造成全株發(fā)病。

植物病毒的傳播方式主要有繁殖材料傳播、機(jī)械汁液傳播、媒介傳播等。病毒病為全株性侵染，染病植株的種子、塊莖、接穗、腋芽等各個(gè)部位都帶有病毒。病毒將通過這些繁殖材料進(jìn)行傳播擴(kuò)散;植物病毒可以通過機(jī)械傷口侵染健康植株，機(jī)械摩擦、修剪、移苗都可能導(dǎo)致植物病毒隨汁液傳播;植物病毒病的流行依賴于載體的傳播，這些載體包括昆蟲、土壤中的線蟲、真菌，這其中近80%依賴于特定的媒介昆蟲傳播;這些媒介昆蟲大部分為同翅目的刺吸式口器昆蟲，如蚜蟲、粉虱、飛虱、木虱、葉蟬、介殼蟲等[2]。

1 植物病毒病的檢測技術(shù)

病毒有2大類，以DNA為遺傳物質(zhì)的病毒叫DNA病毒，以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒叫RNA病毒，90%的植物病毒為RNA病毒。早期RNA植物病毒病的檢測一般采用傳統(tǒng)的生物學(xué)方法（指示植物檢測法），即通過汁液摩擦接種或嫁接傳染方式將待檢測帶毒植株的汁液接種到一種或幾種指示植物上，觀察其在指示植物上表現(xiàn)出的癥狀來進(jìn)行檢測的方法。指示植物就是指能對某一種或某幾種病毒及類病毒敏感，被感染后能很快表現(xiàn)出明顯癥狀的植物。傳統(tǒng)的生物學(xué)方法鑒定譜廣、操作簡單，但需要培育大量的指示植物，檢測速度慢，且易受外界環(huán)境影響。

隨著電子顯微鏡面世，病毒的真正形態(tài)才得以展現(xiàn)。電子顯微鏡技術(shù)觀測結(jié)果直觀、準(zhǔn)確，還可以觀測到病毒引起的寄主細(xì)胞的病變和內(nèi)含體特征，是深度研究病毒病機(jī)理的重要手段之一[3]。但儀器設(shè)備比較昂貴，制片和操作技術(shù)復(fù)雜不易掌握，對操作人員技術(shù)水平要求較高。

由于每一種植物病毒產(chǎn)生的抗血清都有各自的特性，人們研究發(fā)明了利用抗原抗體體外特異性免疫反應(yīng)檢測植物病毒的方法。酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）以酶催化的顏色反應(yīng)來指示抗原抗體的結(jié)合，具有靈敏、快速、特異性強(qiáng)、分析率高、花費(fèi)少等優(yōu)點(diǎn)，可用于大規(guī)模樣品檢測，是血清學(xué)技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的一種方法，已成為檢測植物病毒的關(guān)鍵技術(shù)[4]。

隨著人們對生物體遺傳物質(zhì)研究的逐步深入，發(fā)現(xiàn)通過核酸可以準(zhǔn)確、快速地對植物、動物、微生物進(jìn)行物種、種群鑒定?；诤怂釞z測的分子生物學(xué)方法比血清學(xué)方法檢測范圍更廣、靈敏度更高、特異性更強(qiáng)，并且適合大批量的樣本檢測，在植物病毒檢測中迅速地得以廣泛應(yīng)用。主要包括核酸雜交技術(shù)（Nucleic acid hybridization）、反轉(zhuǎn)錄PCR技術(shù)（Reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR）、熒光定量PCR技術(shù)（real-time PCR）及DNA微陣列技術(shù)（DNA microarray）[3]。核酸雜交技術(shù)根據(jù)互補(bǔ)的核酸單鏈可以重新結(jié)合的原理，將待檢測病毒的一段特定序列用同位素或非放射性地高辛等加以標(biāo)記制成探針，與目標(biāo)病毒核酸雜交后便能指示病毒的存在。RT-PCR先把RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，進(jìn)而進(jìn)行PCR擴(kuò)增和雜交試驗(yàn)，多重RT-PCR可以實(shí)現(xiàn)多種病毒的同步檢測，是目前廣泛應(yīng)用的一項(xiàng)分子檢測技術(shù);而熒光定量PCR技術(shù)不僅可以用于定性分析還可以用于定量檢測。

2 植物病毒病的傳統(tǒng)防治技術(shù)

結(jié)合植物病毒病的發(fā)生特點(diǎn)，植物病毒病的傳統(tǒng)防治技術(shù)主要集中在脫毒種苗、媒介昆蟲的防治、接種弱病毒、選育和推廣抗病品種等方面。

植株體內(nèi)的病毒分布存在不均勻性，即頂端分生組織（如根尖和莖尖）含病毒少或不含病毒，莖尖組織培養(yǎng)脫毒技術(shù)也因此應(yīng)運(yùn)而生。莖尖組織培養(yǎng)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)種苗脫毒和快速繁育兩個(gè)目的，目前該技術(shù)已成功應(yīng)用于甘蔗、馬鈴薯、芋、大蒜、百合、蘭花等根莖植物健康種苗繁育。Hu利用菠蘿莖尖進(jìn)行分生組織培養(yǎng)，結(jié)果再生苗的菠蘿凋萎病病毒（PMWaVs）脫毒率可達(dá)100%，為菠蘿健康種苗的繁育奠定了基礎(chǔ)[5]。

媒介昆蟲是植物病毒病流行擴(kuò)散的重要途徑，健康種苗的培育、推廣應(yīng)結(jié)合媒介昆蟲的防治措施才能起到事半功倍的效果。通過媒介昆蟲的防治控制植物病毒病有許多成功的例子。比如通過防治褐飛虱（Nilaparvata lugens）控制水稻矮縮病毒病（rice dwarf virus，RDV），通過防治白背飛虱（Sogatella furcifera）控制南方水稻黑條矮縮病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus，SRBSDV），通過防治煙粉虱（Bemisia tabaci）控制番茄黃化曲葉病毒?。═omato yellow leaf curl virus，TYLCV）[2，6]。何衍彪等（2013），通過誘殺田間螞蟻防治菠蘿潔粉蚧（Dysmicoccus brevipes），進(jìn)而達(dá)到控制凋萎病（Mealybug wilt of pineapple，MWP）的目的[7]。

早在上世紀(jì)20年代末，人們就發(fā)現(xiàn)接種了弱毒株病毒之后的植物確實(shí)能對同種病毒的強(qiáng)毒株產(chǎn)生抗性，這被稱為“交叉保護(hù)”現(xiàn)象。但是，對于大量種植的作物來說，對所有的植株逐一進(jìn)行弱毒株接種需要耗費(fèi)大量的人力、物力，防治成本過高。而且，并不是每一種植物病毒都存在弱毒性的株系，因此具有一定的局限性。

篩選和培育抗性品種是防治作物病蟲害的有效方法，但由于植物病毒變異速度很快，非常容易突變出能克服植物抗病毒基因的新毒株，從而喪失抗性，因此通過常規(guī)選育和推廣抗病品種防治植物病毒病十分困難。

3 植物病毒病防治新技術(shù)

3.1 新型植物抗病毒藥劑 病毒侵入植物體內(nèi)之后，利用宿主細(xì)胞里的資源，大量復(fù)制自己的基因組并制造新的蛋白質(zhì)外殼，再組裝起來，就形成了許多新一代的病毒顆粒，然后去感染宿主更多的細(xì)胞和器官。由于普通化學(xué)藥物通常無法抑制病毒在宿主體內(nèi)的復(fù)制、增殖，因此很難研制出有效的殺病毒的化學(xué)藥劑。20世紀(jì)50年代前后科研人員篩選到一些能防治受感染植物的病毒復(fù)制的化學(xué)物質(zhì)，但后來發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)一般只能暫時(shí)抑制病毒增殖，推遲病害癥狀顯現(xiàn)，停止用藥后病毒又馬上開始增殖，而且容易使寄主植物產(chǎn)生藥害[1]。

隨著誘導(dǎo)抗性研究的進(jìn)展，20世紀(jì)90年代以來抗植物病毒劑的研究開發(fā)又成為一個(gè)新熱點(diǎn)。首先是篩選出一些既對病毒表現(xiàn)抑制活性又對寄主與環(huán)境友好的天然活性物質(zhì)，然后通過天然活性物質(zhì)的作用機(jī)理指導(dǎo)高效、安全的抗植物病毒劑的人工合成。

至1988年，至少發(fā)現(xiàn)180種被子植物具有強(qiáng)烈抑制植物病毒侵染的作用，它們主要分布于商陸科、藜科、莧科、紫茉莉科等植物中[1]。隨著現(xiàn)代化學(xué)分析技術(shù)的不斷進(jìn)步、完善，天然抗植物病毒抑制劑的活性成分不斷被發(fā)現(xiàn)。例如中草藥丁香所富含的丁香酚不僅對真菌、細(xì)菌有良好的抑制作用，還對西葫蘆病毒病、番茄黃化曲葉病等有良好的治療效果[8，9]。目前，植物中報(bào)道較多的抗植物病毒活性物質(zhì)是多肽、酶等堿性蛋白或蛋白類似物;而微生物及其次級代謝產(chǎn)物的抗植物病毒活性物質(zhì)多為糖類[1，10]。

李丹等（2009）對采自云南的17種大型食用真菌子實(shí)體的浸提液及其多糖組分，用半葉法在心葉煙上分別從預(yù)防（施用提取物24h后接種病毒）、鈍化（提取物與病毒混合后接種）、治療（接種病毒24h后施用提取物）3個(gè)方面進(jìn)行抗煙草花葉病毒TMV活性檢測。發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)真菌的治療效果總體不如鈍化效果明顯，多糖組分可能是抑制TMV的主要活性成分[11]。

活性成分研究的目的是形成產(chǎn)品，并服務(wù)于生產(chǎn)。2001年，貴州大學(xué)綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、精細(xì)化工研究開發(fā)中心聯(lián)合開發(fā)了含氟氨基膦酸酯類抗植物病毒劑，該產(chǎn)品對煙草、黃瓜、番茄等作物病毒病具有良好的防治效果[12]。2014年，中國農(nóng)科院植保所基于細(xì)極鏈格孢（Alternaria tenuissima）的主效蛋白激發(fā)子PeaT1和Hrip1，通過與氨基寡糖素科學(xué)配伍而研制出我國第1個(gè)植物免疫蛋白制劑“阿泰靈”。該產(chǎn)品的蛋白激發(fā)子PeaT1和Hrip1能提高植物體內(nèi)相關(guān)防衛(wèi)基因的表達(dá)，對番茄黃化曲葉病、南方水稻黑條矮縮病等有良好的防治效果[13]。目前通過化學(xué)合成具有抗植物病毒活性的化合物，從結(jié)構(gòu)上來看，主要包括即雜環(huán)類、核苷酸、生物堿、取代苯、醛類及其縮合物、有機(jī)磷、氨基酸衍生物等[1]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國目前登記防治農(nóng)作物病毒病的藥劑共有169件，主要包含菌毒清、寧南霉素、鹽酸嗎啉胍、菇類蛋白多糖、氨基寡糖素等14個(gè)單劑和復(fù)配劑。

3.2 基因工程技術(shù) 病毒侵染植物后會產(chǎn)生大量病毒來源的小RNA（virus-derived small interfering RNAs，vsiRNA），可以通過介導(dǎo)對這些病毒RNA的降解或抑制病毒基因的轉(zhuǎn)錄來抵抗病毒侵染。植物抗病毒過程是RNA沉默介導(dǎo)的病毒RNA與所轉(zhuǎn)病毒基因的mRNA均被降解的過程[14]。隨著近年來RNA干擾機(jī)制研究的不斷深入，利用RNA干擾的高效性和特異性來控制植物的病毒病已開始得到科學(xué)家們的重視，并取得了一定的成效[15]。

1986年，華盛頓大學(xué)的Powell通過基因工程技術(shù)，首次將煙草花葉病毒外殼蛋白（CP）基因轉(zhuǎn)入煙草，培育出能穩(wěn)定遺傳的抗TMV的植株[16]。劉玉樂等（1993）在世界上首次應(yīng)用黃瓜花葉病毒（CMV）致弱satRNA防治黃瓜花葉病毒獲得成功，將合成的R1分離物satRNA的cDNA導(dǎo)入煙草中，發(fā)現(xiàn)該煙草可有效地阻止CMV的侵染[17]。

朱俊華等（2004）把煙草馬鈴薯Y病毒（PVY）外殼蛋白基因片段的反向重復(fù)序列導(dǎo)入煙草，獲得了對PVY免疫的植株[18]。牛顏冰等（2005）將番茄花葉病毒移動蛋白基因（ToMV-MP）的反向重復(fù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化煙草，在所得47株轉(zhuǎn)基因煙草中有23株對ToMV具有免疫作用;將煙草花葉病毒部分復(fù)制酶基因（CMV-ΔRep）的反向重復(fù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化煙草，在所得40株轉(zhuǎn)基因煙草中有25株對CMV具有免疫作用[19]。Huang等（2009）在煙草上用DNA1作為載體沉默了AtTOM的同源基因NbTOM1和NbTOM3，發(fā)現(xiàn)對AtTOM同源基因的沉默能夠顯著抑制煙草花葉病毒的增殖[20]。

目前世界上已被獲準(zhǔn)商品化種植的抗病毒轉(zhuǎn)基因作物有木瓜、馬鈴薯（2001年因銷路不佳不再銷售）、葫蘆瓜（轉(zhuǎn)基因所占比例13%）等。我國也培育出了多種抗病毒轉(zhuǎn)基因作物，已獲得安全證書的轉(zhuǎn)基因作物有7種，但目前僅有辣椒、木瓜獲得農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書，其中轉(zhuǎn)基因木瓜已在廣東省商品化種植。

4 展望

盡管國內(nèi)外科研人員成功研制了一系列新型植物抗病毒藥劑，但其規(guī)模、數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于殺蟲劑、殺菌劑，且大多數(shù)表現(xiàn)為保護(hù)作用，對植物病毒病的治療效果還不是十分理想。但以環(huán)境友好的天然物活性物質(zhì)為先導(dǎo)，開發(fā)“新型、高效、安全”的農(nóng)藥品種依然是今后植物抗病毒藥劑的發(fā)展方向?；蚬こ碳夹g(shù)為植物病毒病的防治提供了新的手段，但轉(zhuǎn)基因抗病品種仍然面臨變異病毒、外來病毒的挑戰(zhàn)，加上人們對轉(zhuǎn)基因食品的安全性認(rèn)識還不統(tǒng)一，其在植物病毒病，尤其是糧食、水果、蔬菜病毒病的防治上的應(yīng)用還有很長的路要走。

植物病蟲害的防治須遵循“預(yù)防為主，綜合防治”的植保方針。人們對植物病毒病的認(rèn)識相對較少，今后除了在不斷探索新的基因工程技術(shù)、研制新型植物抗病毒藥劑之余，還需要加強(qiáng)植物檢疫工作，繼續(xù)開展脫毒種苗、媒介昆蟲的防治、接種弱病毒以及選育和推廣抗病品種等傳統(tǒng)防治技術(shù)方面的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]陳齊斌，沈嘉祥.抗植物病毒劑研究進(jìn)展和面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，20（4）：505-512

[2]史曉斌，謝文，張友軍.植物病毒病媒介昆蟲的傳毒特性和機(jī)制研究進(jìn)展[J].昆蟲學(xué)報(bào)，2012，55（7）：841-848

[3]張偉，徐碩，陳德鑫.常用植物病毒病檢測技術(shù)比較[J].南方農(nóng)業(yè)，2013，7（12）：24-28

[4]青玲，劉映紅，馬麗娜，等.武隆煙區(qū)煙草病毒病的病原初步鑒定[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27（3）：220-221

[5]Hu J.S，Sether D.M，Metzer M. J，et al. Pineapple mealybug wilt associated virus and mealybug wilt of pineapple[J].Acta Horticulturae，2005，66（6）：209-212.

[6]楊迎青，蘭波，徐沛東，等.白背飛虱群體接毒條件的優(yōu)化及抗病毒藥劑對南方水稻黑條矮縮病的防效[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào)，2014，41（2）：74-78

[7]何衍彪，孫光明，詹儒林，等.誘殺螞蟻在菠蘿潔粉蚧及菠蘿凋萎病防治中的作用[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，44（11）：1814-1817.

[8]陳浩，胡梁斌，王春梅，等.植物源抗病毒劑20%丁香酚AS防治西葫蘆病毒病藥效試驗(yàn)[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2009，21（12）：112-113

[9]張曉艷，陳浩，張曉陽，等.植物源抗病毒劑丁香酚防治番茄黃化曲葉病毒病的效果分析[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2013，25（10）：54-56

[10]王利國，馬祁.天然產(chǎn)物對病毒浸染和植物抗病性的影響[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，27（2）：1-5

[11]李丹，趙文紅，孔寶華，等.云南大型真菌提取物及其多糖組分對TMV的抑制作用[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，24（2）：175-180

[12]陳卓，楊松.自主創(chuàng)制抗植物病毒新農(nóng)藥：毒氟磷[J].世界農(nóng)藥，2009，31（2）：52-53

[13]盛世英，周強(qiáng)，邱德文，等.植物免疫蛋白制劑阿泰靈誘導(dǎo)小麥抗病增產(chǎn)效果及作用機(jī)制[J].中國生物防治學(xué)報(bào)，2017，33（2）213-218

[14]Baulcombe D.C. Viruses and gene silencing in plants[J]. Archives of Virology （Suppl.），1999，15：189-201

[15]Wang M.B，Abbott D.C，Waterhouse P.M. A single copy of a virus-derived. transgene encoding hairpin RNA gives immunity to barely yellow dwarf virus[J]. Molecular Plant Pathology，2000，1（6）：347-356.

[16]Powell A.P. Delay of disease development intrans genic plants that express the tobacco mosaic virus coat protein gene[J]. Science，1986，232：738-743.

[17]劉玉樂，田波.抗病毒植物基因工程的研究進(jìn)展[J].中國病毒學(xué)，1993，8（1）：7～15.

[18]朱俊華，朱長青，溫孚江，等.正向和反向重復(fù)介導(dǎo)的抗馬鈴薯Y病毒基因工程比較研究[J].植物病理學(xué)報(bào)，2004，34（2）：133-140.

[19]牛顏冰，郭失迷，宋艷波，等.RNA沉默—新型的植物病毒病害防治策略[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，13（2）：47-50

[20]Huang C.J.，Xie Y.，Zhou X.P. Efficient virus-induced gene silencing in plants using a modified geminivirus DNA1 component[J].Plant Biotechnology Journal，2009，（7）：254-265.

（責(zé)編：楊 林）