木尔坦棉花曲叶病毒已对我国棉花生产构成严重威胁

何自福, 董 迪, 李世访, 佘小漫, 罗方芳

(1.广东省农业科学院植物保护研究所,广州 510640; 2.中国农业科学院植物保护研究所,北京 100193)

棉花曲叶病是世界棉花生产上一种毁灭性病害,由烟粉虱(Bemisia tabaci Genn.)传播的双生病毒侵染引起[1]。关于该病毒病的研究进展已有文献综述[2-3],本文将结合笔者近年来对入侵我国的木尔坦棉花曲叶病毒的研究,重点阐述该病毒病对我国棉花生产的威胁。

1 棉花曲叶病的发生与分布

早在1967年,即在巴基斯坦木尔坦地区发生棉花曲叶病,但首次报道棉花曲叶病是在1985年[3]。1988年,该病害在巴基斯坦木尔坦地区开始流行,其后快速扩散到该国其他棉区。自20世纪90年代以来,该病害已成为巴基斯坦棉花生产最主要限制因子[3]。除巴基斯坦外,在印度、苏丹、埃及、尼日利亚、马拉维和南非等国也报道有该病害的发生与严重危害。根据文献,可引起棉花曲叶病的病毒至少有7种,包括：Cotton leaf curl Multan virus(CLCuMV)[4-5]、Cottonleaf curl Alabad virus(CLCuAV)[4]、Cotton leaf curl Kokhran virus(CLCuKV)[6]、Cotton leaf curl Gezira virus(CLCuGV)[7]、Papaya leaf curl virus(PaLCuV)[5]、Cotton leaf curl Rajas than virus(CLCuRVv)[5,7]、Tomato leaf curl Bangalore virus(ToLCBV)[8]等。

2009年8月21-28日,笔者等应巴基斯坦农业研究委员会邀请,对其进行为期8天的参观访问,并赴Punjab省木尔坦(Multan)和费萨拉巴德(Faisalabad)、Sindh省卡拉奇(Karachi)等棉区实地调查棉花曲叶病的发生与危害情况。棉花曲叶病在其棉区普遍发生,疫区田间病株率在80%以上,甚至100%,棉花病株生长严重衰退。

目前,在我国各棉区还未发生棉花曲叶病,但2006年以来,作者陆续在广东及广西多个地区的朱槿(Hibiscus rosa-sinensis Linn.)和黄秋葵[Abelmoschus esculentus(L.)Moench]上检测鉴定到CLCuMV,该病毒分别引起朱槿曲叶病、黄秋葵黄脉曲叶病或黄秋葵黄化曲叶病[9-12],应引起我国有关部门的重视。

2 CLCuMV在广东及广西的发生与危害

2.1 朱槿曲叶病

朱槿,又称扶桑、火红花、假牡丹和大红花等,属锦葵科黄槿属常绿灌木,原产于我国云南、广东及南美,该植物广泛种植于广东、广西和海南等华南地区,是重要的园林植物。2006年,作者首次在广东省广州市天河区五山地区发现朱槿曲叶病,病株表现全株叶片黄化,叶片向上卷曲,叶脉肿大明显,产生叶耳,开花少或不开花等症状。植株感病后,长势迅速衰弱。植株修剪后,新出叶片小、卷曲、少见开花,最终植株严重衰弱,甚至枯死[10]。其后,陆续在广东省广州市各区、佛山市三水区、中山市、清远市佛冈县、江门市台山县及广西壮族自治区南宁市等地均发现朱槿曲叶病,疫区的病株率高达75%以上。

对广东朱槿曲叶病毒分离物G6基因克隆及序列分析结果表明,该分离物基因组含有A组分(DNA-A)及卫星分子(DNAβ),其中 DNA-A 全长为2 737 nt(EF465535),与国外已报道的CLCuMV各分离物的相似性均大于89%,其中与CLCuMV-[62]的相似性最高(96.1%);DNAβ全长为1 346 nt(EF465536),与CLCuMV DNAβ的相似性也最高(92.1%)。这些研究结果表明,侵染广东朱槿的病毒分离物G6应该是CLCuMV一个分离物[9]。进一步比较广东各地CLCuMV分离物DNA-A及伴随DNA β基因序列,其相似性为98%～100%,说明入侵广东的CLCuMV基因组遗传较稳定。

对广西南宁朱槿曲叶病调查结果显示,其种植的10多个品种均受侵染发病,除极少数品种发病较轻外,大多数品种发病严重,其病株率在85%以上。基因组克隆与序列分析表明,CLCuMV南宁分离物的DNA-A及DNA β与广东G6分离物相似性分别高达99.9%和98.6%[13]。

2.2 黄秋葵黄脉曲叶病

黄秋葵,又名秋葵、羊角豆等,锦葵科秋葵属,作为一种蔬菜作物在印度、巴基斯坦、美国、埃及、尼日利亚、加纳、希腊和土耳其等国广泛种植。近年来,中国大陆从我国台湾及日本引进黄秋葵种植。目前,在广东、北京、上海、山东、江苏、浙江、海南和福建等地均有栽培。2008年,作者首次在广东广州市花都区花东镇的黄秋葵上发现黄脉曲叶病。病株的典型症状表现为叶脉黄化,在叶片正面形成网络状,在叶背面叶脉肿大突起明显,或者叶脉颜色加深,对着光可见深绿色条纹;病株幼叶小且向下卷曲,甚至整片幼叶黄化。植株早期被感染表现矮化。在发生黄脉曲叶病的黄秋葵田间,其病株率高达60%以上[11-12]。

对广东黄秋葵黄脉曲叶病毒分离物Okra 06基因克隆及序列分析结果显示,其基因组也含有DNA-A和卫星分子DNAβ,其中 DNA-A全长为2 737 nt(FJ770370),与前先报道的CLCuMV分离物G6的相似性最高,为 99%;DNAβ全长为1 347 nt(FJ770371),与CLCuMV分离物G6 DNAβ的相似性也最高(99%)(结果待发表)。因此,侵染广东黄秋葵的病毒分离物Okra06与侵染广东朱槿的分离物G6应属CLCuMV同一株系。

2.3 黄秋葵黄化曲叶病

2009年,作者在广州市菜区又发现黄秋葵曲叶病,其症状与上述黄秋葵黄脉曲叶病有所差异,主要表现为,病株黄化明显,开始叶脉黄化,后叶肉也黄化,使整片叶呈黄化花叶症状,病叶小且叶缘向上卷曲,顶叶尤其明显,但叶脉稍肿大或不明显,病株生长严重衰退,果荚少且小。对其病毒分离物Okra G09基因组克隆和序列分析表明,该分离物也含有DNA-A(2 737 nt)和 DNAβ(1 347 nt),Okra G09与Okra 06、CLCuMV G6分离物相似性均高达99%。因此,侵染引起黄秋葵曲叶病病毒分离物Okra G09与先前报道的Okra 06应属同一个分离物,只是症状表现上有点差异,至于是何种原因引起的,还需要做更进一步研究。

3 介体接种棉花传毒接种试验

CLCuMV朱槿分离物的烟粉虱传毒接种棉花,目前试验结果显示,CLCuMV南宁朱槿分离物已成功侵染棉花,接种棉花病株表现典型的曲叶病症状,且从这些棉花病株中均检测到CLCuMV[13];而广东朱槿分离物和黄秋葵分离物接种棉花的试验也有初步结果,但进一步验证还在进行中。根据目前的试验结果,可以合理推测,入侵我国的CLCuMV朱槿分离物可以侵染我国棉花品种。

4 讨论

CLCuMV在巴基斯坦和印度等国严重危害棉花,在我国目前还未发现有棉花曲叶病或CLCuMV危害棉花的报道,但近年来在广东和广西发现入侵并危害朱槿和黄秋葵的 CLCuMV,应引起高度警惕。

朱槿、黄秋葵和棉花均同属锦葵科,引起广东朱槿曲叶病、黄秋葵黄脉曲叶病和黄秋葵曲叶病的均是CLCuMV,且应该是同一种分离物(因其基因组相似率高达99%以上)。由于该病毒传播介体烟粉虱在广东省及华南地区普遍发生,势必会导致该病害的传播、扩散与蔓延。因此,有必要立即开展疫区该病毒病的综合治理技术研究与实践。

关于入侵我国的CLCuMV来源,我国与巴基斯坦、印度相邻的是新疆和西藏,并非广东和广西等华南地区,但多年来在我国重要棉花产区之一的新疆并未报道有棉花曲叶病的发生,相反在相隔较远的广东和广西却发现了CLCuMV。因此,推测该病毒的来源很可能有2条途径：一是通过带毒烟粉虱随东南亚进口的花卉或水果等农产品传入我国,华南地区气候适宜烟粉虱终年生长繁殖,外来带毒的入侵个体很容易存活并定殖下来;另一条途径是CLCuMV随朱槿、黄秋葵等寄主植物直接带毒入侵我国,CLCuMV存在棉花、朱槿和黄秋葵等多种自然寄主或潜伏侵染的中间寄主植物,而朱槿和黄秋葵在巴基斯坦和印度广泛种植且被CLCuMV严重侵染,一些非法的进口或携带存在极大的风险。至于带毒烟粉虱能否随西南季风气流长距离迁入我国华南地区也是一个值得探讨的问题。

我国是世界上最大的棉花生产国和消费国,棉花总产量和总消费量均占世界的1/4。新疆棉区、黄河流域棉区和长江流域棉区都是我国重要的棉花生产基地,而新疆与巴基斯坦毗邻,长江流域棉区的湖南、江西和湖北等与广东和广西相连,由于棉花曲叶病已在巴基斯坦、印度等我国周边国家造成毁灭性危害,而广东、广西又发现了入侵的CLCuMV。因此,棉花曲叶病毒病对我国的威胁正在加剧。

虽然危害性极大的CLCuMV已入侵广东和广西,并严重危害朱槿和黄秋葵,但由于广东和广西现今生产上不种植(或极少种植)棉花,这为控制入侵我国的CLCuMV提供了良好条件。鉴于我国目前尚未发现棉花曲叶病,为了阻止该病毒向我国长江流域和黄河流域棉区扩散,作者建议立即采取多种必要措施加以防控,包括喷药扑灭朱槿和黄秋葵病株上烟粉虱、尽可能铲除疫区朱槿和黄秋葵病株、防除疫区准备北运的蔬菜、水果和花卉上烟粉虱,防止人为帮助带毒烟粉虱长距离移动等,从而防范该病毒在我国棉花产区的发生与流行。

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