黄瓜花叶病毒病的研究和防治策略

都彦伶　宿烽　赵新涛

摘 要：黄瓜花叶病毒是目前对蔬菜生产危害最大的植物病毒病之一。该文就黄瓜花叶病毒的生物学特性，感染植株的方式，感染后植株的表现形式，以及对该病毒的防治措施进行了综述。同时，对科研工作者在防治黄瓜花叶病毒病的过程中所做的研究和探讨进行了论述。

关键词：黄瓜花叶病毒病；黄瓜花叶病毒；防治策略

中图分类号 S436.42 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）03-04-87-03

Abstract：Cucumber mosaic virus is one of the most harmful plant virus diseases to vegetable production.In this paper， we expound cucumber mosaic virus's biological characteristics， the infect way，pattern of manifestations after infected and the control measures. Meanwhile，summarize and discuss the study how to prevent cucumber mosaic virus using the modern biological technology.

Key Word：Cucumber mosaic virus；Cucumber mosaic virus disease；Control strategy

黄瓜花叶病毒（Cucumber Mosaic Virus，CMV）是雀麦花叶病毒科，黄瓜花叶病毒属的典型成员。在全世界受黄瓜花叶病毒危害的有近800种不同的植物种类[1]。其中包括番茄、芹菜、莴苣、瓜类、菠菜、甜椒、辣椒和南瓜等我们餐桌上常见的蔬菜品种。该病毒不仅可经75种蚜虫传播，分离物还可通过种子传播，是寄主植物最多、分布最广、最具经济重要性的植物病毒之一[2]。1916年Doolittle和Jagger首次报道CMV是黄瓜花叶病的病原[3-4]，此后近100a来，各国学者相继报道了CMV的危害。尤其是近年来的高温干旱天气，使该病毒病的发生面积不断扩大，危害越来越严重，如番茄的坏死、香蕉的花叶（心腐）、豆科植物的花叶、瓜类的花叶、西番莲的死顶等[5-6]。黄瓜花叶病毒造成的危害，不仅严重影响产品的质量，还可以造成绝产绝收。该病害已经成为我国蔬菜生产中最严重的病害之一。近几十年来，国内外学者对该病毒进行了大量的研究工作，特别是对该病毒病害的防控方面，本文从CMV的病害特点入手，介绍该病毒的生物学特性，病毒感染后植株的性状特点，以及可能的防治手段。

1 黄瓜花叶病毒（CMV）的生物学特性

1.1 病毒特性 病毒粒子[7]为球状，直径28～30nm，粒体中RNA含量为18%，蛋白质含量为82%，无类脂等物质。致死温度为65～70℃，室温下体外存活期为72～96h[8]。1976年美国农业部研究中心的Kaper等发现，有些CMV中除含病毒本身的4段RNA外，还有一种分子量更小的RNA5（1×105），称为卫星RNA5。研究发现卫星RNA不能独立侵染和复制，完全依赖于CMV对其的辅助作用，但卫星RNA能干扰CMV复制，降低CMV浓度[9]。

病毒存在形式有二：一是细胞外形式，二是细胞内形式。存在于细胞外环境时，则不显复制活性，但保持感染活性，是病毒体或病毒颗粒形式。进入细胞内则解体释放出核酸分子（DNA或RNA），借细胞内环境的条件以独特的生命活动体系进行复制，是为核酸分子形式。病毒以颗粒形式存在于细胞之外，此时，只具感染性。一旦感染细胞病毒解体而释放出核酸基因组，然后才能进行复制和增殖，并产生新的子代病毒。有的病毒基因组整合于细胞基因组，随细胞的繁殖而增殖，此时病毒即以基因形式增殖，而不是以颗粒形式增殖，这是病毒潜伏感染的一种方式。

1.2 传播途径及影响因素 CMV寄主广泛， 可侵染200多种双子叶和单子叶植物，除危害葫芦科以外，在番茄、辣椒、白菜、甘蓝、萝卜、菠菜、芹菜、及杂草等上都可越冬，第二年通过瓜蚜、桃蚜等蚜虫进行传播。

CMV由蚜虫以非持久性方式进行传播，传播效率受毒源植物种类、蚜虫种类株系等多种因素影响。寄主在不同种类的植株上常存在不同蚜虫种群[2]。一般高温、干旱年份有利于瓜蚜繁殖和有翅蚜迁飞、传毒以及病毒的增殖，因此这类地区发病重；同时管理粗放，杂草丛生等地发病重；蚜虫防治不及时发病重；土壤营养缺乏，植株生长弱，抗病力下降，病害加重；在有效温度范围内，温度高症状重；邻作有共毒寄主植物的亦易发病。

2 黄瓜花叶病毒感染植株的性状特点

2.1 绿斑型 新生叶产生黄色斑点，并且逐渐扩大变为浅黄色的斑纹。其绿色部分呈瘤状隆起，严重时则会导致植株新叶白天萎蔫，果实产生浓绿色花斑和瘤状物，多易形成畸形瓜。

2.2 花叶型 叶片出现淡黄色斑纹，初期不明显，之后呈形状不规则浅色小型花叶斑驳，靠近果柄处果实有花斑。

2.3 皱缩型 新长出的叶片相对较小，或者沿叶脉出现浓绿色隆起皱缩，有时沿叶脉出现组织坏死斑，产生凹凸不平瘤状物，易产生畸形果实，严重时植株枯死。发病症状比花叶型表现明显。

2.4 黄化型 叶片为黄绿色或黄色，叶脉保持绿色，也有发病初期叶脉间产生水渍状斑点，病叶硬化，向叶背卷曲，定植后室内温度，湿度适宜，则该病发生并蔓延，叶片外观典型症状开始表现，以后染病面积逐渐扩大，似缺素状，显现黄化，最后形成黄色干枯坏死斑，从而导致叶片失去光合作用功能，同时瓜秧出现矮化、瘦弱、叶片小，花打顶等诸多现象。采收期瓜条生长缓慢。畸形果率增加，该病具有传染性强传染速度较快，严重影响受染蔬菜的产量和质量。

3 黄瓜花叶病毒的防治策略

3.1 农业防治 “避蚜防病”，预防为主。从温室栽培管理上来看，首先要抓好种子消毒（在10℃下干热处理3d或在3%～10%亚磷酸三钠溶液中侵种10min）和苗床土壤溴甲烷40～80g/m2熏蒸消毒。嫁接所用的工具需全部消毒（蒸汽、溴甲烷熏蒸或富尔马林100倍液消毒），避免接触传染。定植前用抗血清检测剔除病株，确保无带毒苗进入田间。以黄瓜为例，秋冬茬黄瓜露地育苗期间和定植后扣膜前，应避蚜、防高温，除治蚜虫和白粉虱。育苗时可用遮阳网降温、遮光；采用网纱育苗，阻避蚜虫及远离带病作物。室内栽培期间应提早清除杂草，彻底除治白粉虱和蚜虫。进行嫁接、打杈、绑蔓、掐去卷须、去雄等田间作业时，应注意防止病毒传染。经常检查，发现病株要及时拔除烧毁。施足有机肥，增施磷、钾肥，提高抗病力。适当多浇水，增加田间湿度。

3.2 药物防治 病毒对细胞有绝对的依存性。病毒复制所需要的能量，物质，场所等完全由寄主提供，植物细胞不像动物细胞具有完整的免疫代谢系统，这样就给高选择性的化学抗病毒试剂的研究与开发，以及植物病毒病的药物防治带来很大的困难，至今尚无有效的抗病毒治疗剂[10]。

防治病毒药剂可选：植病灵、宁南霉素、盐酸吗啉呱铜、菇类蛋白多糖等。另外混加硫酸锌25～30g，硼肥20g，天然芸苔素5g，配合杀虫剂每5～7d喷1次，连续2～3次。可用50%抗蚜威可湿性粉剂2 000倍液喷雾。发病初期开始喷药，可用20%病毒A可湿性粉剂500倍液，或1.5%植病灵乳剂1 000倍液，或83%增抗剂100倍液喷雾。利用药剂杀死蚜虫可有效切断传播途径，达到防治CMV的目的。

3.3 病毒疫苗的研制 疫苗防治应用于植物作物领域是预防黄瓜花叶病毒的一种有效方法。常用的弱毒疫苗S52为无色且含一定量的活体弱病S52的一种提纯浓缩水剂。为了验证该药剂对黄瓜病毒病的防治效果以及对作物的安全性，张晓恒、郭巍[11]等人（2008）以黄瓜为试验作物就弱毒疫苗S52对黄瓜病毒病的防治效果进行了试验示范，结果表明弱毒疫苗S52对黄瓜病毒病具有良好的防治效果，并且对作物无药害作用，对非靶标生物无明显影响，可在大田应用弱毒疫苗S52防治黄瓜病毒病，推荐使用方法为100～200倍液浸根30～60min再接种。

3.4 基因工程在抗CMV上的应用

3.4.1 选育抗CMV的新品种 日本千叶大学的科学家及其同事利用基因沉默技术[12]，成功开发出了绝对抗黄瓜花叶病毒（CMV）特定毒株的转基因土豆。该团队研究了对CMV敏感的栽培品种“Danshaku”的2种结构，均包含有编码有缺陷的CMV酶的基因片段，并且用它们来生产遗传工程马铃薯品系，最终生产出的品系表现出对 CMV-O和CMV-Y毒株100%抗性，并且在抗性水平上没有显著差异。进一步的分析确定了转基因植物的抗性是通过RNA沉默获得的。

3.4.2 应用RNAi技术获得抗CMV转基因烟草 RNAi机制是植物对病毒的一种天然防御机制，Waterhouse[13]等在植物中首次发现，利用该机制可以将任何目的基因序列插入RNAi表达载体，目的基因序列将在转录过程中形成发卡RNA（hpRNA）结构，提供长链dsRNA，使基因沉默的效率增强，从而得到较高水平抗性植株。林涛，郑银英等人[14]以新疆加工番茄上ToMV和CMV病毒为研究对象，将ToMV和CMV的部分CP序列作为靶标，并拼接获得干扰片段，构建成反向重复结构的RNAi表达载体pBi35STC-CP。通过农杆菌介导法，转化普通烟草，卡那霉素筛选、PCR鉴定并获得转基因烟草植株。通过攻毒试验证明T1代转基因烟草植株对ToMV和CMV单一侵染表现出高抗，对ToMV和CMV混合侵染较野生型表现出更高的抗性，基因沉默效果较好。

3.4.3 卫星RNA介导病毒抗性研究 1976年，Kaper等发现有些CMV病毒颗粒中还含有第五种RNA，即卫星RNA[15]，卫星RNA依赖于CMV才能复制，并干扰辅助病毒复制，影响寄主病状表现，因而被看做分子寄生物用于病毒病防治。卫星RNA保护作用可从两个方面解释，一是减轻辅助病毒的症状，二是保护植物减少外来病毒的侵染[16-19]。英国科学家Baulcombe把黄瓜花叶病毒的卫星RNA转成cDNA再转入烟草，首次获得了抗CMV的转基因植株。但是卫星RNA的病毒种类少，突变率高良性易转化为恶性，另外卫星RNA转化的植株只是对作物生长晚期抗病。

近年来，选育的抗耐病品种有：基因工程烟草Nc89、G80和台湾的TT6、TT7等品种以及有一定耐病力的中烟14等。均有一定的抗CMV的作用。

3.5 植物细胞工程技术 植物组织和细胞培养技术的发展为在细胞水平上筛选抗病毒突变体提供了新的途径。自从Carlson[20]在烟草叶肉细胞原生质体和单细胞培养中，利用病毒诱变抗烟草花叶病突变体以来，许多学者利用细胞培养技术结合理化诱变因子在许多作物上获得了抗病突变体。王万军[21]等利用60Co-γ射线照射花药，经细胞培养获得抗黄瓜花叶病毒的突变体植株。陈廷俊[22]采用组织培养、化学诱变与病理学方法相结合，初步建立了一个烟草抗CMV细胞突变系筛选系统，并从普通烟草良种Burley18中筛选到抗CMV细胞突变系。这些尝试为创造抗CMV种质资源提供了新的途径。

植物细胞工程技术获得抗黄瓜花叶病毒突变系周期短，成功率较差，但具有预见性，需植物工程的研究人员进一步研究，才能完善其突变体的稳定遗传，起到抗病、防病的作用。

4 小结

黄瓜花叶病毒是一种对蔬菜等经济性植物具有严重危害的的病毒，可以到达除生长点以外的任何部位。在防治黄瓜花叶病毒的方法中，药剂防治主要是切断黄瓜花叶病毒的传播途径，虽有使用方便和见效快等优点，但药剂毕逼近会造成环境污染，长期大量使用还会对人的健康造成危害，目前也受到越来越多限制。疫苗防治具有前期预防，并具有针对性等特点。但由于防治效果不稳定，且效果不明显等缺点，目前应用有一定的局限性。

近年来，基因工程被广泛的应用于动、植物的品种优化、抗性改良以及病害防治等。利用基因工程技术进行育种，具有周期短，不污染环境、抗性稳定等优点，受到植物工作者的青睐。通过基因转化技术已获得了一批对黄瓜花叶病毒有良好抗性的转基因植物。相信随着生物技术的发展，黄瓜花叶病毒的危害终将会得到遏制。

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