马铃薯Y病毒病检测方法及防治策略研究进展

杨 森

(毕节职业技术学院，贵州毕节 551700)

马铃薯Y病毒病(potato virus Y，PVY)是由马铃薯Y病毒侵染烟草导致的一种病害。PVY最早于1931年被英国Smith在马铃薯上发现[1]，我国最早发现PVY是1950年在烟草上[2]。该病毒来源非常广泛，且传播速度快，主要通过蚜虫传播，也可通过摩擦、种子带毒以及嫁接等方式染病，防治困难，可导致烟草、马铃薯产量受到极大影响。感染马铃薯Y病毒的烟草含有不溶性氮、尼古丁、叶片烟碱和硝酸盐的量会增加，糖氮比例降低[3]，烟叶整体质量和使用价值降低。该病毒宿主范围广，根据寄主植物马铃薯反应可分为PVYo、PVYc、PVYNTN等几种类型，可侵染茄科、豆科和藜科34个属170余种植物[4]。张凤桐[5]在研究该病毒的致病机理时对PVYN605的182、245位氨基酸的密码子进行了定点突变而获得的粒子产生感染，以PVYN605为阳性对照，以pCam 0390阴性对照，接种21 d后发现，在紫外灯下观察接种叶片和系统叶片均能观察到荧光。孙剑萍[6]研究了马铃薯Y病毒的发生与作物布局之间的关系，发现PVY病的发生流行与作物布局关系紧密。PVY病毒病与氮肥的施用量呈一定的关系，而磷肥施用量对PVY影响不大，PVY病毒病发病程度与施肥相关性不大，其发生流行与气象因素关系很大，尤其与气温高低密切相关。马铃薯Y病毒属共有91个种和88个暂定种[7]，在PVY的结构确定上经过了长达40多年的研究，采用血清法、分子生物学法等对该病毒进行了检测才确定该病毒的生物学特性及其结构，分析探讨防治该病毒的方法，提出了应对策略，采用作物轮作、生物防治、物理方法以及生物学等多种学科交叉融合的防治体系，使得马铃薯Y病毒病在防治方面取得了新进展。

本文在参考近来马铃薯Y病毒病的检测技术和防治策略文献基础上，总结和提出了采用生物农药、抗病品种选育等绿色环保的防治技术，对部分地区防治马铃薯Y病毒病药剂筛选使用、品种改良适应环境具有指导性意义，为马铃薯Y病毒检测方法提供理论依据。

1 马铃薯Y病毒病检测技术

马铃薯Y病毒病的检测方法有生物学方法[8]、血清学方法[9-10]、分子生物学方法[11]以及基因芯片检测技术等[12]。参考国家标准GB/T 36816—2018检测方法，现阶段可将马铃薯Y病毒检疫鉴定方法分为：DAS-ELISA检测法、免疫层析试纸条检测法、RT-PCR检测法、Real-time RT-PCR检测法、焦磷酸测序法鉴别株系群以及鉴别寄主检测法6种鉴定方法。6种鉴定方法信息归类如表1所示。

任锡毅等[15](2017)为避免病毒病检测中分子生物学方法检测时RNA提取过程的复杂性，鉴定确认感染TMV和PVY病毒的烟叶，通过TaqMan探针及相应引物设计，采用实时荧光逆转录PCR和试管捕捉PR-PCR法，成功构建了同时检测烟草花叶病毒和马铃薯Y病毒的多重检测体系。该方法与DAS-ELISA法比较具有省时省力、高效快捷等优点，它的建立在农业生产以及种子检验检疫中具有一定的现实意义。

姬丽云[16]等(2020)采用RT-PCR方法，利用PVY特异性抗体检测了7个马铃薯品种362个种薯，发现不同品种种薯带病率差异较大，分析了种薯中PVY株系特性。此研究结果首次报道了我国种薯内PVY发生情况，发现所有分离物均能在珊西烟上引起叶脉坏死症状，对分析病毒发生规律和防控起到借鉴性指导作用。

刘天波等[17](2020)以马铃薯Y病毒脉坏死植株的外壳蛋白基因为靶标序列，采用PCR扩增检测技术，根据已测定的PVYN序列，首先思考设计引物，利用RNA抽提试剂盒提取感染PVY植株来获得cDNA模板，按照设计出的引物进行PCR扩增来构建VIGS载体，在参考Anu[18]构建pTRV1和pTRV2-CP构建方法基础上，参照Ratcliff[19]方法进行重组表达，以PVYF/PVYR引物进行荧光定量PCR扩增检测沉默后植株中PVY积累量，应用 TRVF/TRVR引物进行RT-qPCR扩增，检测不同处理植株中TRV表达量。随后进行盆栽试验防治PVY效果表明，盆栽样品经鉴定后感染PVY病毒植株通过摩擦接种后再次经PCR检测、测序验证，试验结果与CP基因相应片段的序列完全一致，得到了良好的统一印证。

刘勇昌等[20](2021)利用光谱分析技术对马铃薯Y病毒病进行了有效预警，采用ASD非成像光谱仪获得了不同程度烟叶的光谱数据，在不同的红外波段，运用一元线性回归分析法可筛选出与马铃薯Y病毒病呈显著相关的波长，通过建立的模型得出模型验证决定系数(R2)为0.67，均方根误差(RMSE)为1.97，使用该法可以诊断马铃薯Y病毒病的严重程度，预测准确度高达83.84%。研究者最后提出在改进该法的基础上，建立回归模型，优化了烟草叶片光谱数据测量方法，支持了向量计算法模型的精密度，不仅可提高诊断马铃薯Y病毒病的严重度准确率，结合引物设计和基因序列通过扫描光谱还有望可直接检测样品。

2 马铃薯Y病毒病防控技术

在马铃薯Y病毒病防治方法中，物理方法有加强苗床管理技术，采用肥皂水消毒处理法[21]，做好避蚜防病措施，采用黑膜覆盖减少蚜虫传播马铃薯Y病毒病感染率[22]，加强大田生产管理中钾、氮、 磷配比施用[23]，开展PVY预测预报技术工作[24]；生物学上利用生物工程选育抗病品种；化学防控方面当前主要采用绿色农药、植物源农药以及生物农药综合防治技术。用于烟草和马铃薯防治马铃薯Y病毒病的农药品种及其用量等情况见表2。

表2 用于防治烟草和马铃薯Y病毒病药剂情况信息

由表2可知，据不完全统计，自1990年马铃薯Y病毒病在我国严重发生以来，用于烟草和马铃薯防治烟草马铃薯Y病毒病的药剂有30余种。由于化学农药的频繁使用会导致高残留、低效等问题， 当前主要以生物农药如氨基寡糖素和植物源农药超敏蛋白的使用最为广泛。使用生物农药防治马铃薯Y病毒病的防效相对较好，且施用量少，还具有调节植物生长，促进营养成分的积累，提高作物产量 等优点。

肖丽娜等[30](2014)在贵州省遵义市和贵州省龙里县进行了抗坏血酸对烟草马铃薯Y病毒病的防控试验。于烟草上施用6%抗坏血酸水剂和HL抗坏血酸1 000倍液、1 500倍液和2 000倍液，按照YC/T39—1996烟株病害分级标准进行调查，21 d后调查发现，处理区防效为86.6%～91.5%，增产15%～20%，增值40%～50%，各项经济技术指标比对照区提高15%～30%，烟叶各项指标明显优于未施用对照区。研究表明施用该药剂可达到协调品质、吸抽特征更加明显、减轻为害的目的，证实了其可有效控制烟草马铃薯PVY等病毒的发生和蔓延，具有良好的推广应用价值。

游堂贵等[31](2021)研究了1%香菇多糖水剂、3%超敏蛋白微粒剂、5%氨基寡糖素水剂和2%嘧肽霉素水剂4种病毒抑制剂对马铃薯Y病毒病的防治效果。田间试验结果表明，4种病毒抑制剂对马铃薯Y病毒病均具有一定的控制作用，其中3%超敏蛋白微粒剂4 000倍液的防效最佳，达68.10%～82.24%。超敏蛋白能诱导植物产生防卫作用，增强植物抗病能力，使用植物病毒抑制剂可减少化学农药的使用量，降低农残，提高烟叶品质，保护生态环境。

杨森等[26](2022)在贵州省七星关区进行田间试验，选用5%氨基寡糖素水剂、60%光合细菌粉剂、6%寡糖·链蛋白可湿性粉剂和0.5%香菇多糖水剂 4种药剂防治马铃薯Y病毒病。田间试验结果表明，施用4种药剂均有防治效果，以喷施5%氨基寡糖素水剂中剂量(有效成分含量140 g a.i./hm2)防治效果最佳，施用3次后21 d调查平均防效达78.70%，且进行测产表明，该小区马铃薯增产较清水对照区增产30.4%，防效最差的小区增产达7.9%。由于氨基寡糖素富含丰富的碳源和氮源等营养物质，可激发植物自身免疫反应，调节植物的营养作用，促进植物营养成分的积累，因而具有较好的防治效果和增产功能，田间试验结果为本地区马铃薯Y病毒病的防治提供药剂筛选参考。

3 结论与展望

针对马铃薯在不同地区的发病情况，为更加有效、快速检测马铃薯Y病毒病，除常用生物学方法、血清学方法外，在RT-PCR荧光定量分析基础上结合电泳检测，还可运用光谱扫描对马铃薯Y病毒进行研究。在马铃薯Y病毒病防控方面，可采取以下技术措施：⑴ 在传统物理防治基础上，采取地膜覆盖避蚜传播、麦烟套种、田间卫生管理等综合措施，筛选使用植物源和生物农药进行防治；⑵ 采用种子包衣处理，在保证营养均衡的基础上合理配比氮、磷、钾，适当增加钾含量提高植株抗病性等；⑶ 利用生物工程技术选育抗病品种，在发病严重地区开展PVY及其株系分布和流行规律研究，开展品种资源的抗性筛选工作，加强苗床管理和大田生产管理工作；⑷ 开展PVY预测预报研究，加强病虫害防治指导工作，提高病虫害防治的实效性。

总之，随科学技术和社会经济的不断发展，应在分子生物学技术上寻找更加捷径的马铃薯Y病毒检测方法，而马铃薯Y病毒病防治技术则须秉承以防为主、防治结合的绿色环保理念。由于药剂防治效果会受抗性问题影响，因此，马铃薯Y病毒病的防控可考虑结合物理、化学以及生物学等多学科交叉融合，开发出一套实用的综合防控技术。