丽江金沙江流域烟草病毒电镜观测与宏病毒组分析

摘要： 【目的】明确丽江金沙江流域烟草病毒病的病毒种类及其分布特点，为病害防控提供依据。【方法】采集烟区具有明显病毒病症状的烟株样品53 份，采用宏病毒组测序技术分析各病毒属的丰度，并构建遗传进化树；进一步采用扫描电镜观测病毒形态；调查各病毒病在烟区的发生情况。【结果】宏病毒组测序分析结果表明：属水平上，华坪县（S1） 样品中马铃薯Y 病毒属（Potyvirus）、黄瓜花叶病毒属（Cucumovirus） 和正番茄斑萎病毒属（Orthotospovirus） 丰度分别为66.08%、20.83% 和5.91%；玉龙纳西族自治县（S2） 样品中正番茄斑萎病毒属丰度为97.20%；宁蒗彝族自治县（S3） 样品中马铃薯Y 病毒属和正番茄斑萎病毒属丰度分别为96.29%和2.20%。系统进化树结果显示：S1 样品病原为烟草马铃薯Y 病毒（potato virus Y，PVY）、烟草番茄斑萎病毒（tomato spotted wilt virus，TSWV） 和烟草黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic virus，CMV），S2 样品病原为TSWV，S3 样品病原为PVY 和TSWV。电镜观察到样品中线状病毒粒体直径10～15 nm，长度700～900 nm；球状病毒粒体包括2 种，一种为直径25～30 nm、无包膜，另一种为直径80～120 nm、表面有1 层包膜。宏病毒组测序分析、系统进化树和电镜观测结果相吻合。田间调查结果表明：华坪县PVY、TSWV 和CMV 的发病率分别为42.34%～68.25%、12.59%～26.52% 和29.27%～72.31%；玉龙县TSWV 的发病率为5.66%～20.34%；宁蒗县PVY 和TSWV 的发病率分别为19.18%～36.27% 和1.08%～4.92%。【结论】危害丽江金沙江流域烟区的烟草病毒种类主要为TSWV、PVY 和CMV，其中，TSWV 和PVY 的检出率最高、发生最普遍。

关键词： 金沙江流域；烟草病毒病；电镜观测；宏病毒组

中图分类号： S435.72 文献标志码： A 文章编号： 1004–390X （2024） 02−0017−10

丽江金沙江流域是云南优质烟叶的主要产区之一[1-2]，但该区域内烟草病毒病种类多样，病原包括烟草普通花叶病毒（tobacco mosaic virus，TMV）、烟草黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic virus，CMV）、烟草番茄斑萎病毒（tomato spottedwilt virus，TSWV） 和烟草马铃薯Y 病毒（potatovirus Y，PVY） 等，且多为多种病毒复合侵染，症状复杂多变，难以准确判断侵染烟株的病原种类，给防治工作带来极大的困扰与挑战[3]。

烟草病毒病发生种类复杂，传统方法难以实现病毒广谱鉴定。透射电子显微镜观察鉴定的方法在识别和鉴定病毒方面具有一定的局限性。宏病毒组是一个以宏转录组为基础、与病毒基因组相联系的新研究方向，它通过对环境或组织内所有病毒的基因组进行分析检测，可以迅速、精确地识别病毒成分，从而在病毒发现、病毒溯源、微生物预警等领域发挥着巨大的作用[4]。阮楚晋等[5]利用宏病毒组揭示了东北农田黑土地土壤病毒的多样性；YU 等[6]利用宏病毒组分析了新疆独山子区火山土壤的病毒结构和功能；JIN 等[7]利用宏病毒组测序分析了中国南方不同红树林生境土壤中的病毒构成，并鉴定出辅助代谢基因。此外，宏病毒组也被应用于植物病毒病的病原鉴定。夏炎等[8]利用宏病毒组测序技术分析了河南地区感病苹果树的病毒种类，从中检测出多种苹果病毒；GIAMPETRUZZI 等[9]利用宏病毒组在感病葡萄中发现了新的RNA 病毒−葡萄灰皮诺病毒（grapevine pinot gris virus，GPGV）；温少华[10]利用宏病毒组分析了30 份中国部分地区猕猴桃样品，从中检测出11 种病毒，并发现了3 种新病毒。宏病毒组测序分析技术已经成为快速、有效地检测和识别感病植物上的病毒种类以及群落结构的重要手段，可为作物生产中病毒病的预防和防治提供支撑。目前，鲜有利用宏病毒组学研究烟草病毒病的报道。本研究以丽江金沙江流域烟区为研究区域，采用电镜诊断与宏病毒组相结合的方式对样本进行病毒检测，获得样本宏病毒基因序列，利用生物信息学分析揭示特定区域内烟草病毒的多样性，以期为烟草病毒病的研究和防控提供科学参考。