西番莲花叶病主要病原特性与检测防治

植物病理学论文第七篇：西番莲花叶病主要病原特性与检测防治

　　摘要：西番莲Passiflora edulis是热带亚热带重要水果之一。病毒病害能造成西番莲叶片花叶、褪绿，果实畸形、木质化以及植株矮化，严重危害西番莲种植、制约增产。花叶病是危害西番莲的主要病毒病之一，引起西番莲花叶病的主要病毒有：黄瓜花叶病毒属Cucumovirus病毒、马铃薯Y病毒属Potyvirus病毒、双生病毒属Geminivirus病毒等。本文综述了西番莲花叶病分布及症状特征，病毒生物学特性、传播途径以及检测技术，为研究其发病机制提供参考，同时提出西番莲花叶病害综合防治方法。

　　关键词：西番莲花叶病; 黄瓜花叶病毒; 马铃薯Y病毒属; 传播途径; 病害防控;

　　Advance Researches and Control Methods of Passiflora Mosaic Disease

　　YE Ting GUO Ying ZHENG Guo-hua KUANG Jian-jia ZHANG Wen-zhu MING Yan-lin

　　Fujian Institute of Subtropical Botany/Fujian Provincial Key Laboratory of Subtropical Plant Physiology and Biochemistry/Xiamen Key Laboratory of Subtropical Plant Physiology and Biochemistry Xiamen Overseas Chinese Subtropical Plant Introduction Garden/Plant Introduction & Quarantine Base and Plant Product Key Laboratory of Xiamen City College of Food and Biological Engineering, Jimei University

　　Abstract：Passiflora edulis, also known as passion fruit, is one of the most important fruits in tropical and subtropical regions. Viruses infecting P. edulis usually caused mosaic, mottle, deformation, woodiness and dwarfing on leaves and fruits, and drastic reduction of growth and yield. Mosaic disease is very important virus disease on P. edulis, viruses that caused mosaic symptoms are Cucumovirus, Potyvirus or Geminivirus, and also other viruses. This paper reviews the distribution and symptomatic features of mosaic disease, biological characteristics, transmission and detection techniques of viruses, to provide references for further study the pathogenesis of viral diseases that caused mosaic diseases, and also give suggestion to the prevention of viral disease on P. edulis.

　　西番莲Passiflora edulis是西番莲科Passifloraceae西番莲属植物，又名百香果、鸡蛋果、巴西果等，多年生常绿攀缘木质藤本，因含有超过135种芳香物质被称为“果汁之王”[1]。西番莲原产于巴西至阿根廷一带，在南美、南非、东南亚各地区有栽培，现广泛种植于热带、亚热带地区[2]。我国于20世纪初在台湾省大面积种植，80年代引进大陆。目前，福建、广东、广西、海南等地区均是西番莲主产区[3]。

　　随着西番莲新品种推广及种植面积扩大，病毒病害成为危害西番莲种植、制约增产的重要因素。病毒病害常造成西番莲叶片花叶、畸形，果实畸形、木质化以及植株畸形、矮化[4]。从国内外已鉴定的病原来看，侵染西番莲属植物的病毒共有20余种，约9个属[5]。花叶病是最主要的西番莲病毒病害之一，症状主要表现为叶片出现黄绿相间的斑驳、黄斑块等花叶症状，植株长势变弱，病害严重可导致果实畸形，严重降低产量[5]。引起西番莲花叶病的主要病毒有黄瓜花叶病毒属Cucumovirus病毒、马铃薯Y病毒属Potyvirus病毒、双生病毒属Geminivirus病毒等。本文综述西番莲花叶病分布及症状识别特征，系统阐述其病原病毒的生物学特性及传播途径，并针对性地提出西番莲花叶病的综合防治策略，为研究花叶病发病机制提供参考。

　　1 西番莲花叶病

　　1.1 西番莲花叶病分布

　　西番莲花叶病在世界范围内均有发生。最早在澳大利亚、南非等地区发现花叶斑驳症状的西番莲叶片[6,7];1983～1986年，在巴西发现花叶皱缩症状的西番莲植株，首次发现黄化花叶的西番莲植株[8],2006年发现西番莲植株叶片明显花叶黄化、数量减少，同时果实变形[9]；日本报道了一种马铃薯Y病毒属能引起西番莲花叶且果实斑点[10]；美国佛罗里达州发现类似烟草花叶病毒属Tobamovirus病毒引起的花叶斑驳症状[11]；在秘鲁，Song等[12]证实此类花叶斑驳症状是由烟草花叶病毒属病毒侵染引起；2014年，泰国发现西番莲叶片及果实严重花叶，经证实为夜来香花叶病毒(Telosma mosaic virus,TeMV)侵染所致[13]；德国学者发现观赏型西番莲全株叶片的斑驳，一般为西番莲潜隐病毒(Passiflora latent virus,PLV)侵染所致[7]。

　　我国先后在广东、福建、海南等地区发现西番莲花叶植株[14,15,16]。郑冠标等[14]最早报道了广东地区西番莲花叶病症状；徐平东等[17]对福建地区引起西番莲环斑花叶病的病毒病原进行鉴定，确定为黄瓜花叶病毒属病毒；丁铭等[18]、谢丽雪等[19]采集了福建地区大量的花叶、皱缩病株样本，并检测到了马铃薯Y病毒属病毒的存在；在中国台湾，Chiang等[20]发现被病毒侵染的西番莲植株表现出明显的花叶褪绿斑驳和畸形。

　　1.2 花叶病症状识别

　　花叶病一般由植物病毒引起，症状表现为叶片出现黄绿相间的斑驳、黄斑块等花叶症状，植株长势变弱，严重可导致果实畸形，降低产量[4]。花叶病通常会合并其他病毒病害症状，如卷曲皱缩、畸形、矮化、木质化等，在长势较弱的西番莲植株上，也会合并其他病虫害发生，如真菌性茎基腐病、细菌性软腐病或者螨类病害[21,22,23]。

　　不同属病毒引起的花叶症状差别较大，主要表现在：(1)黄瓜花叶病毒属病毒能够引起明显的花叶斑驳，伴有浅黄色斑点或皱缩；(2)马铃薯Y病毒属病毒引起黄化花叶合并皱缩卷曲等症状；(3)烟草花叶病毒属病毒通常引起块状褪绿花叶症状、生长点萎缩，不发新芽；(4)双生病毒属病毒常引起斑驳花叶且合并畸形等症状，西番莲潜隐病毒引起的花叶斑驳症状是系统性的。

　　同属不同种病毒侵染症状也有差异，如马铃薯Y病毒属的西番莲木质化病毒和豇豆蚜传花叶病毒可引起叶片黄斑、褶皱和变形，并引起果实的木质化及变形[24]；而同属的东亚西番莲病毒感染的植株叶片表现花叶褪绿斑点，果实表现凹陷[10]。

　　西番莲品种不同，病毒引起的花叶病症状表现有所差别。如紫果西番莲感染黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)后，叶片呈典型花叶，嫩叶上有明显黄点或黄斑，顶部新抽出嫩叶发生卷曲；老叶有褪绿及黄化现象；果实木质化；病株矮化，生长不良，花、果明显减少。黄果西番莲感染CMV后老叶上有黄化斑点，但果实无明显症状，病株无明显矮化现象[17]。

　　2 主要病原特性

　　2.1 黄瓜花叶病毒属病毒

　　感染西番莲的黄瓜花叶病毒属病毒主要为CMV，属于雀麦花叶病毒科Bromoviridae。CMV为单链RNA分子，病毒粒体为等轴对称的二十面体，直径28～30 nm，有三个独立的RNA，即RNA1、RNA2、RNA3，每个RNA单独编码蛋白，其外壳蛋白由RNA3的亚基因组RNA4编码。研究表明，三条RNA对该病毒侵染都是必须的[25]。CMV寄主范围广泛，能侵染1000多种单、双子叶植物，从不同地区或不同植物上分离得到的CMV生物学特性有差异，因此称为不同株系，花叶症状为不同株系典型的特征[26]。该属病毒一般由蚜虫非持久性方式传播，也可经汁液接触而机械传播，少数可由种子或者土壤传播[25]。

　　Anon等[27]首次报道CMV引起西番莲花叶病及果实木质化。Teakle等[28]用电镜方法证实CMV能感染西番莲花朵。CMV及马铃薯Y病毒属病毒(豇豆蚜传花叶病毒的一个株系)共同侵染西番莲引起果实木质化[7]。我国先后在广东、福建、海南等西番莲病株上检测到CMV。1987年，广州最早报道西番莲受CMV侵染；1993年从福建西番莲植株上发现CMV侵染[14,15]；刘志昕等[16]从海南西番莲病株上分离获得一个病毒分离物，根据鉴别寄主生物学反应、粒体性质和血清学性质鉴定为CMV；徐平东等[17]对福建地区侵染西番莲的CMV进行病毒亚组鉴定，并分离得到CMV西番莲分离物的病毒粒子。王海河等[29]运用分子生物学方法克隆得到西番莲CMV分离物RNA3的c DNA全长序列。

　　2.2 马铃薯Y病毒属病毒

　　马铃薯Y病毒属病毒为丝状病毒，长度680～900 nm，宽度12～15 nm。病毒粒子为正单链RNA分子，大约10 000 bp，编码一个多聚蛋白。该多聚蛋白包含多个蛋白，有些形成轮状的细胞内含体物质[30]。该属病毒常引起花叶、皱缩、木质化，分布较广且造成严重经济损失[31]。主要通过蚜虫非持久性非循环传播，如桃蚜、棉蚜、绣线菊蚜等，传毒效率因该属病毒种类和蚜虫种类而异[32]，同时该属病毒也可通过嫁接传播或刀具、剪刀类机械传播。

　　澳大利亚最早发现侵染西番莲的马铃薯Y病毒属病毒——西番莲木质化病毒(Passiflora woodiness virus,PWV)[6,33,34]，但PWV不造成花叶。Iwai等[10]报道了引起西番莲花叶及果实斑点的马铃薯Y病毒属病毒——东亚西番莲病毒(East Asian Passiflora virus,EAPV)。澳大利亚、印度尼西亚等地西番莲植株上发现西番莲病毒Y(Passiflora virus Y,PaVY)侵染引起的花叶症状[35,36]。泰国发现TeMV侵染西番莲并造成严重花叶症状[13]。丁铭等[18]从田间采集的花叶、皱缩病株样本中检测到马铃薯Y病毒属病毒；谢丽雪等[19]检测到花叶、皱缩症状的西番莲样品中TeMV的存在，并确定为马铃薯Y病毒属病毒。

　　2.3 双生病毒属病毒

　　双生病毒属病毒是唯一一类具有孪生颗粒形态的单链环状DNA病毒，由两个环状基因组构成，即DNA-A和DNA-B。该属病毒不能通过汁液或者种子传播，一般由飞虱传播，造成的病害多发生在热带和亚热带地区。

　　Brown等[37]首次报道观赏型西番莲受到白粉虱传播的双生病毒属病毒感染，表现出花叶畸形症状。在巴西、哥伦比亚等地病害植株上发现大戟属花叶病毒(Euphorbia mosaic virus,EuMV)、西番莲少叶花叶病毒(Passion little leaf mosaic virus,PLLMV)、西番莲扭叶病毒(Passion fruit leaf distortion virus,PLDV)[9,38,39]。在台湾西番莲‘台农1号’品种上检测出大戟曲叶病毒(Euphorbia leaf curl virus,ELCV)和广东番木瓜曲叶病毒(Papaya leaf curl Guangdong virus,PaLCuGdV)，被侵染植株表现出明显的褪绿花叶和畸形，这是双生病毒属病毒在亚洲的首次报道[40]。

　　2.4 其他病毒

　　在美国佛罗里达州、印度以及秘鲁发现能够侵染西番莲的西番莲花叶病毒(Maracuja mosaic virus,MarMV)，比对结果表明该分离物为烟草花叶病毒属病毒的单独种[11,41,42]，同时Song等[12]获得了秘鲁MarMV分离物的全序列，该属病毒在不需要传播介体的条件下，可通过汁液传播或者机械传播[43]。在巴西、哥伦比亚等地发现感染西番莲的芜菁黄花叶病毒属病毒(Tymovirus)——西番莲黄化花叶病毒(Passion fruit yellow mosaic virus,PFYMV)[8,44]，该属病毒主要分布在温带和热带地区[45]，可由一种多食性甲虫传播[8]，也可经机械传播或空气传播。另外，在观赏型西番莲上发现西番莲潜隐病毒，该病毒引起西番莲全株性花叶斑驳症状，为香石竹潜隐病毒属病毒(Carlavirus)成员，其寄主范围很窄，仅限于西番莲属、昆诺藜植物，其传播途径尚未明确[7,46]。

　　3 检测与防治

　　3.1 花叶病害检测方法

　　西番莲花叶病毒病的检测方法有生物学检测、电子显微镜检测、血清学检测及分子生物学检测等。早期主要通过生物学方法鉴定病毒的种类，如将感病植株汁液摩擦接种至三生烟、苋色藜等指示植物，观察典型的CMV侵染症状[16,17]，该方法简单易行、不需昂贵设备，但是受环境因素影响大。电子显微镜检测法是通过观察病毒粒子的形态特征而确定病毒种类，如Polston等[38]通过电镜鉴定了西番莲上EuMV的存在，Morales等[44]鉴定了PFYMV。电镜技术能够直接观察病毒的形态、大小及表面结构，准确判断病毒种类，但对标本质量和电镜操作技术要求高[47]。血清学技术即利用抗原抗体在体外的特异性结合产生血清学反应，因其操作简便、结果准确而广泛用于植物病毒检测，按照显色原理分为酶联免疫吸附法、免疫胶体金法等[48]。如通过双抗夹心酶联免疫吸附法(DAS-ELISA)鉴定了台湾地区西番莲上ELCV的侵染以及巴西地区豇豆蚜传花叶病毒(Cowpea aphid-borne mosaic virus,CABMV)的侵染[40]。近年来，主要通过分子生物学检测病毒核酸来鉴定病毒种类，此方法操作简便、灵敏度高、特异性强，如通过聚合酶链式反应(PCR)检测DNA病毒(如双生病毒属病毒)[39]，通过逆转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)检测RNA病毒，如用于黄瓜花叶病毒属病毒、马铃薯Y病毒属病毒的检测[13,29,49]。

　　3.2 花叶病综合防治

　　花叶病毒病害贯穿西番莲整个生长周期，危害严重。由于病毒种类繁杂、繁殖速度快，重点从以下几个方面进行综合防治：

　　(1)抗病品种选育。这是生产上应对西番莲花叶病害的关键[50,51]。一是通过人工接种病毒的方式筛选抗病品种，研究表明，黄果西番莲相对于紫果西番莲表现出更强抗病性[52]。二是杂交育种，如以抗CABMV野生西番莲资源为父本，商业化品种紫果西番莲为母本，先得到种间杂种然后回交筛选得到了抗CABMV新株系[53]。三是转基因育种，将靶标病毒的基因片段转入西番莲植株，通过基因沉默机制触发寄主植株产生对该病毒的抗性。研究表明，转EAPV台湾分离物外壳蛋白基因的本生烟对EAPV具有抗性[54]，为培育转EAPV西番莲提供了模式系统。巴西在2006年培育出抗PWV的西番莲转基因植株[55]。

　　(2)加强检验检疫。发现疑似病毒侵染的西番莲植株叶片或果实样品要及时送专业机构检测，明确病毒种类，及时防治。尤其应加强检疫性病毒的检疫，发现病苗及时烧毁。

　　(3)防治传染媒介。大部分花叶病毒病害是由传播介体传毒的，如CMV、马铃薯Y病毒属、香石竹潜隐病毒属病毒，需重点防治蚜虫(桃蚜、棉蚜、玉米蚜等)，春秋季蚜虫高发期要加强针对性化学防治；双生病毒属病毒要防治飞虱(烟粉虱、灰飞虱等)，同时应加强螨虫、线虫的针对性防治[56]。

　　(4)病毒交叉保护。即事先将弱毒株系接种到无病健康植株上诱导植株产生抗性，从而削弱强病毒对植物的侵染能力，使植株发病减轻或不发病。如运用EAPV弱毒株系作用于PWV的致病因子HC-Pro，达到控制PWV的目的[57]。

　　(5)加强栽培管理。严选种植地，选择非低洼地、通风排水良好、附近或之前未种植过辣椒、茄瓜类的耕地作为西番莲种植地。如避开瓜茄果类种植地预防CMV，避免与豆科类植株混种预防双生病毒属病毒病害发生。二是创新栽培方式，如台湾地区在种植初期采用圆柱形隔离网阻隔传播介体的危害，一定程度上降低了病害发生[58]。

　　4 展望

　　西番莲花叶病通常与其他病毒病害症状，如卷曲皱缩、畸形等合并发生，同时真菌、细菌等病原物或虫害、生理性病害也可能造成类似花叶症状，如王宏毅等[56]在福建地区发现根结线虫也引起叶片黄化花叶症状，因此需加强西番莲病毒病害调查，明确花叶病发生规律及病毒病害循环，正确区分花叶症状，进一步研究病毒与真菌、细菌等病害及虫害的关联性，为花叶病的防治提供参考。

　　进一步鉴定引起西番莲花叶病的病毒种类对于明确其发病机理有重要作用。目前，国内报道能够引起西番莲花叶病的病原主要有CMV及马铃薯Y病毒属[59,60],Cheng等[40]在‘台农1号’杂交种上首次鉴定出ELCV和PaLCuGdV侵染，被侵染植株表现出明显的花叶斑驳，这是Geminivirus在亚洲的首次报道。而侵染西番莲的烟草花叶病毒属、芜菁黄花叶病毒属病毒以及香石竹潜隐病毒属病毒在我国均无相关报道。

　　对已鉴定的病毒缺乏系统完善的进化分析或致病机制研究，如CMV是我国引起西番莲花叶病的主要病毒，徐平东、刘志昕等对侵染西番莲的CMV做了进化及序列分析，证实侵染西番莲的CMV有两个亚组5个株系，分别为PE、PE2、PC、PFY以及PEf，其中前四个株系属于亚组I,PEf株系属于亚组II[15,16]。CMV的进化分析及致病机制，以及与西番莲的相互作用机理都有待进一步研究。

　　西番莲种质资源丰富，但生产上几个主栽品种如‘台农1号’、紫香果等布局单一、种性严重退化，西番莲抗病品种筛选及培育工作刻不容缓。黄果西番莲有较强的抗病性，可以黄果西番莲为砧木嫁接的方式提高植株抗病性[52]。有关西番莲病毒病交互抗性以及交叉保护作用的研究也是防治该病害的研究方向。同时，可以通过培育推广西番莲脱毒苗、细化栽培管理措施等方式来控制西番莲病毒病害。

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