甜菜黄化病毒病的研究进展

王 丽，郑 毅，卞桂杰

（吉林省农业科学院经济植物研究所，公主岭136105）

甜菜黄化病毒病在美国 （1951）最先流行[1]，属于井上忠男等 （1973）[2]记载的甜菜黄化病毒属（closterovius）。该病毒由蚜虫介导进行半持久性传播，目前分布于世界大部分甜菜产区，包括欧洲、南北美洲、亚洲及澳洲。在我国的东北、内蒙古、甘肃、宁夏、新疆、河北、山西、陕西等地均有大范围发生，并有进一步蔓延的趋势。有研究表明甜菜黄化病毒病一般年份的发病率50%～60%，块根减产20%～25%，含糖率下降2%～3%，染病种子减产30%，已经成为影响全世界甜菜生产的主要限制因素之一[3－7]。

1 甜菜黄化病毒病症状

经调查，根据甜菜黄化病毒病在甜菜上的症状表现可分为花叶型、黄化型、坏死黄脉型（具丛根症状）和黑色焦枯型4大类型，其中花叶型又分为黄色泡斑花叶、系统环斑花叶和黄脉皱缩花叶3个类型。

因为甜菜黄化毒病是系统性病害，田间植株染病后往往下层靠近底部的叶片首先表现出症状。靠近叶尖、叶缘部分出现清晰的明脉，随着叶脉间组织失绿，边缘出现不明显的漩涡状鲜黄色斑，黄斑随后扩大连成片，向叶底部发展，除叶脉外其余部分变成具金属光泽的黄色，有时呈现类似大理石状斑纹，一天后全叶变成黄色，叶片变黄并增厚、僵硬，质地变脆，易折断。病叶膨压增加，蒸腾作用减少，在干旱条件下仍不发生萎蔫，盛夏中午田间健全叶萎蔫下垂时病叶仍向上直立，严重病叶主脉上可见有维管束坏死变黑状。病叶全变黄。渐转变为黯淡，形成无数黑褐色枯斑，病斑近“回”形或不规则状，有时有轮纹，病叶最后枯萎卷曲而死。采种株症状与一年生甜菜相同。

2 甜菜黄化病毒病的寄主植物、传播途径和流行原因

2.1 寄主植物

现已发现15科121种植物受其感染，可系统侵染甜菜、菠菜、亮色藜、西风古、欧千里光和番杏，局部侵染墙生藜等。保存和繁殖该病毒的最好寄主是番杏和甜菜[8]。

2.2 传播途径

黄化病毒主要在采种母根和藜科、苋科杂草上越冬，成为初次侵染来源。一般先在采种母株上发病，再由至少22种蚜虫以半持久性传播到原料甜菜地里，包括豌豆蚜、蚕豆蚜、棉蚜、甘蔗蚜、马铃薯长管蚜等[8]。在田间的两个主要介体是桃蚜和豆蚜。病毒不能传播到子代蚜虫，蚜虫蜕皮后不带毒。病毒不能经过种子传播，可以机械传播，但是极为困难。

2.3 甜菜黄化病毒病流行原因

甜菜黄化病毒病的流行发生受综合因素的影响，年度间发病轻重不同的主要原因是品种抗性，田间发病轻重不同的主要原因是栽培管理技术。肥、水量供应、密植程度和发病亦有关系。缺磷钾肥的甜菜，发病较严重，而多施用绿肥和厩肥的甜菜，发病则较轻。冬季寒冷的国家，病毒的介体蚜虫不能在户外过冬，发病率低。

3 甜菜黄化毒病的致病机理

3.1 黄化病毒种类

甜菜黄化病毒病的病原有两种，坏死型黄化病毒和温和型黄化病毒，其传播方式，引起症状有所不同，通常两种病毒混合侵染。

坏死型黄化病毒又叫甜菜黄化病毒（beet yellows virus，BYV），它使叶片发生柠檬黄色，继而出现带红色病斑，并蔓延聚成片，为半宿存式传播。

温和型或微弱型黄化病毒（beet mild yellowing virus，BMYV）仅进行宿存式传播，病原通常从叶尖侵入，发生枯黄色变，易导致黑斑病菌（交链孢菌）的二次侵染。另外BMYV的变种BWYV（beet western yellows virus）又称甜菜西方黄化病毒，美国与日本发生的是BWYV，新疆为BYV和BWYV。

3.2 黄化病毒病原

黄化病毒是具有特别长丝状的病毒粒子，这些病毒颗粒主要成分是由衣壳蛋白和一条单一的正义RNA组成。内含一个编码的热休克蛋白HSP70的基因，参与病毒的繁殖、病毒RNA运输等过程。丝状体直径10～12 nm，长1.25μm。病毒体外存活期2～3d。52℃经10 min致死。稀释限点 1万倍[9－10]。病毒在甜菜叶部、叶柄、茎、筛管的柔膜细胞的细胞质中寄生，根细胞也有。病毒侵染后破坏细胞原有生理活动，破坏叶绿体，叶绿素含量急剧下降，光合作用受阻。病毒在叶脉团聚，叶脉、叶柄输导组织维管束被堵塞、破坏，造成淀粉积累，利于交链孢菌等腐生菌的侵染，维管束坏死变黑，叶部光合产物不能输送到根部，使块根产量和含糖量增长受到抑制。

4 病毒检测方法

4.1 昆虫介体接种法

由于BYV不能通过人工摩擦接种和机械传毒，因此，需利用蚜虫进行接种，然后调查植株的症状以鉴定BYV。此方法是常用的鉴定方法，操作比较简便。但其特异性较差，往往存在一病多症、多病一症的现象；而且易受季节限制，检测周期长（1～2个月），易受到生长条件、气候、土壤等外界环境的影响。因而应用该技术检测病毒灵敏性较差，难以区分病毒种类。

4.2 电镜法

利用病毒特异性抗体诱捕或包被病毒粒体，产生免疫吸附反应，采用电镜法从病株上检出BYV粒体，即利用已知的病毒抗体对感病的样本进行检测，观察抗体抗原反应来鉴定BYV的分离物，但多数情况下检出数量少，有时还不能确切断定有无感染。因而，有研究改用免疫电镜法（SSEM），可有效地检测纯化的BYV分离物，但最佳抗原稀释度很难掌握。仍有很多杂质附着在膜上，对粗提物的检测不是很准确。因此，这种条件对BYV检出不太适合。

4.3 血清学检测技术

植物病毒衣壳蛋白（CP）具有抗原性，很多病毒可以被提纯并制成高效价的抗血清。根据特异性的抗体抗原免疫学反应可检测植物病毒的存在。血清学方法的发展推动了植物病毒检测技术的发展。甜菜、芜菁、大麦、茄子黄化病毒均采用此法。通过单克隆抗体，采用异种动物双抗夹心法[11]或间接三层夹心法[12]来达到检测BYV的目的。此外酶联免疫吸附测定（ELISA）技术对不同黄化病毒的鉴定已在相当多的禾本作物和杂草中有了应用。但是ELISA检测中，血清学存在假阳性结果。

4.4 PCR、RT-PCR和标记探针技术

PCR和RT-PCR是一种检测RNA病毒行之有效的方法。近年来在病毒检测领域得到广泛的应用。可以检测植株中黄化病毒并快速鉴别出BYV和BWYV。PCR和RT-PCR分子检测技术以其灵敏性高，无放射性等优点，正广泛应用于甜菜植株和介体蚜虫体内的BYV的病毒检测。

根据互补的核酸单链可以相互结合的原理，将标记探针与互补的待测病毒核酸杂交，带探针的杂交物指示病原物的存在。近年来应用非放射性探针分子，如生物素或地高辛标记的探针分子更安全，应用限制少，寿命更长，与放射性标记的探针一样灵敏实用。此方法灵敏度高，可以对低浓度的BYV进行检测。

5 抗黄化病毒病育种

5.1 甜菜黄化病毒的抗源

BMYV的抗源在野生和栽培甜菜中均可获得，但是，虽然有耐病品种等可供选用，因其抗性为隐性，易受环境影响。截至目前，育种工作者仍未找到BMYV抗源。通过遗传工程得到的纯化BMYV甜菜抗源材料并得以实际应用的研究也尚未见报道

选育抗病品种是防治BMYV最为经济环保有效的方法。传统的抗黄化病毒甜菜育种是以回交、自交等方法选育出的兼抗两种或两种以上的病毒病甜菜品种。目前，国内外还未发现抗病品种，已经筛选出了较抗病的品种工农2号、内蒙古3号、甜研3号等和耐病性的品种如新甜系列、苏垦系列和德国KWS5007、5075等。东部甜菜栽培区推广的优良品种有甜研304、甜研309，荷兰RIMA和德国KWS0149主要用于纸筒育苗移栽。大田选用的KWS、RIMA是世界公认的遗传耐病种质。从大面积观察来看，国产品种抗病力优于国外品种；国内和国外合作育出的品种又优于国外品种。

5.2 基因工程技术在抗甜菜黄化病毒病育种上的应用

Pink等[13]在莴苣品种Burs17和Crysta L heart上发现了抗BYV基因。Casper等[14]已从BWYV克隆cDNA和CP序列，构建了基因。英国剑桥研究人员发现了抗蚜虫基因和野生种中抗黄化病毒基因，可用来阻止黄化病毒的转移和传播，将用于育种研究抗CMV分子育种。甜菜黄化病毒是一种线状病毒，其病毒组的最突出特点之一是它们都含有一个编码的热休克蛋白HSP70的基因。因此识别与HSP70相结合的其他蛋白质对研究甜菜黄化病毒具有重要意义。金红等利用酵母双杂合体系统，表达质粒检测了甜菜黄化病毒蛋白质间相互作用[15]。叶克穷和Dinshaw J.Patel编码了甜菜黄化病毒的抑制基因p19和p21，阻止直接结合的siRNA，在这个过程中关键的调解使黄化病毒基因沉默[16]。为分子水平上提出病毒防治机制提供一定的理论基础。

6 小结与讨论

本文对BYV的发病症状和致病机理、甜菜黄化病毒病检测的方法、危害情况和抗病育种等最新研究进展进行了综述。对于有效防治BYV的发生具有重要意义。在理论上，甜菜黄化是由病毒造成的。在生产实际上，造成甜菜黄化的原因存在争议。有部分研究人员认为是生理现象，也有部分研究人员则认为是由病毒所引起的。因此，不论是在理论方面，还是在生产方面，该问题都急待解决[17-18]。利用分子生物学方法进行抗黄化病毒育种在烟草、番茄上运用较多[19-20]，一些抗黄化病毒疫苗也已经投入市场。国内在甜菜上的运用鲜有报道。但是相关研究报道对甜菜的抗病分子育种提供了理论基础，越来越丰富的抗性材料对于缺乏抗源的BMYV抗性育种是未来研究的关键。

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