烟粉虱带毒率与番茄黄化曲叶病毒病的发生关系

刘　晨，陈志杰，张　锋，洪　波，张淑莲，李英梅

(陕西省动物研究所,西安　710032)



烟粉虱带毒率与番茄黄化曲叶病毒病的发生关系

刘晨，陈志杰，张锋，洪波，张淑莲，李英梅

(陕西省动物研究所,西安710032)

番茄黄化曲叶病毒病(Tomato yellow leaf curl virus，TYLCV)是由烟粉虱专性传播的毁灭性病害，为明确烟粉虱带毒率及其对番茄黄化曲叶病毒病发生和危害程度的影响，采用PCR检测方法对陕西和宁夏不同时间、不同区域、不同寄主作物上的烟粉虱带毒率进行检测。结果表明，5、6月番茄上的烟粉虱带毒率最高，均达到100%，9月次之，为90%，说明5、6、9月是番茄黄化曲叶病毒病的高发时期；陕西关中地区、陕北地区、宁夏所采集的烟粉虱带毒率均在60%以上；对番茄、黄瓜、辣椒、茄子、豆角5种不同寄主作物上烟粉虱带毒率检测结果表明，番茄上的烟粉虱带毒率最高，为78%，说明番茄是带毒烟粉虱更喜食的寄主作物。烟粉虱广泛的分布区域、高携带双生病毒率和高种群密度是番茄黄化曲叶病毒病近年来危害不断加重的重要因素。

烟粉虱；番茄黄化曲叶病毒病；带毒率

烟粉虱(BenisiatabaciGennadius)是一种种群增长迅速且寄主适应性极广的超级害虫[1]，给世界农业带来巨大的经济损失。截止2011年，烟粉虱广泛分布于中国中部和东部的22 个地区，不断扩散爆发成灾，并造成当地农业的连年巨额经济损失[2-5]。烟粉虱不但会直接危害植物造成减产，同时是许多病毒病传播的重要介体，其中以传播双生病毒组的病毒最为普遍，在茄科、葫芦科、大戟科、锦葵科及豆科上最易传播双生病毒[6]。

番茄黄化曲叶病毒病(Tomato yellow leaf curl virus，TYLCV)简称TY，是一种双生病毒病，该病毒能够在烟粉虱和番茄植株内双向存活，主要通过带毒烟粉虱传播蔓延[7]，番茄受害后，植株变矮、叶片黄化卷曲、结果少，结果后不易成熟，严重影响番茄的产量，爆发时甚至可造成绝收[8]。因此，番茄黄化曲叶病毒病也被称为“植物癌症”。该病毒首次在以色列发现，烟粉虱是主要传播媒介，随后由于烟粉虱全球性的爆发而导致该病毒大范围蔓延[9-10]。番茄黄化曲叶病病毒于2002年传入中国，2009 年在中国的云南、广东、广西、上海、浙江、江苏、河南、山东等地蔓延并严重为害番茄[11]。番茄黄化曲叶病毒病除危害番茄外，对辣椒、黄瓜、南瓜、烟草等也有一定的影响[12-14]。

番茄黄化曲叶病毒病的发生与烟粉虱密切相关，烟粉虱的种群数量、带毒率等是病害传播和危害的关键因素[11]，为明确不同地区烟粉虱带毒率对病毒病传播的影响，本研究利用分子检测手段，对陕西关中地区、陕北地区及宁夏地区不同时间、不同作物上烟粉虱携带黄化曲叶病毒病的情况进行检测，并结合烟粉虱带毒率与番茄黄化曲叶病毒病的发病株率和病情指数的相关性研究，以期为番茄黄化曲叶病毒病的综合防治提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料来源

烟粉虱成虫：2014 年5-10 月，每月5 日分别在陕西省科学院渭南基地大棚的黄瓜和番茄上采集。同年5-6 月，在宁夏银川市贺兰县潘西村、银河村、新平园区、雄英园区，陕西陕北地区的甘泉县、河庄坪、米脂县、绥德县，陕西关中阎良区、杨凌区、高陵县、三原县、泾阳县、商州县、凤翔县、户县、富平县、澄城县、岐山县的番茄、黄瓜、茄子等作物上采集，成虫置于无菌水或无水乙醇，-20 ℃保存，备用。采集烟粉虱的同时调查不同地区、不同时间段番茄黄化曲叶病毒病发病株率，并根据Friedmann等[15]的分级标准记载发病程度，并计算病情指数。

病叶：2014 年8 月在陕西省科学院渭南科研示范基地的大棚内采集有番茄黄化曲叶病毒病典型症状的叶片，即植株矮化、叶片黄化卷曲，叶片-20 ℃保存，备用。

1.2方 法

1.2.2番茄叶片基因组DNA的提取利用天根植物基因组DNA提取试剂盒。先将叶片置于液氮中，充分研磨后，再按试剂盒中的操作步骤提取DNA，所提DNA于-20 ℃冰箱中保存，备用。

1.2.3烟粉虱体内黄化曲叶病病毒的PCR扩增用提取的单头烟粉虱基因组DNA和番茄叶片基因组DNA为模板，利用李常保等[17]报道的黄化曲叶病毒特异性检测引物进行PCR扩增，上游引物：5′-ACGCATGCCTCTAATCCAGTGTA-3′；下游引物：5′-CCAATAAGGCGTAAGCGTGTAGAC-3′，目的片段为543 bp。

50 μL反应体系：25 μL PremixTaq，5 μL DNA模板，上下游引物各2 μL，16 μL ddH2O。

PCR反应条件：94 ℃预变性3 min；94 ℃变性30 s，56 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，30 个循环；72 ℃终延伸10 min。取PCR产物5 μL于10 g/L 琼脂糖凝胶(含EB替代物)电泳检测，并记录结果。

1.2.4PCR产物回收及测序将PCR扩增产物直接切胶后送至上海立菲生物技术有限公司进行克隆测序。

2　结果与分析

2.1不同时间不同作物烟粉虱带毒率的检测

同一区域不同作物上烟粉虱带毒率检测结果表明，不同时间段采集的烟粉虱带毒率差异明显，5和6月番茄上采集的烟粉虱带毒率均高达100%，7月下降为55%，8和9月又上升至70%和90%，10月降至40%。黄瓜上采集的烟粉虱带毒率以6月最高，为95%， 7、8、9和10月带毒率逐渐下降，分别为75%、75%、60%和35%。从图1可以看出，随着时间的推移，由于温度越来越低，烟粉虱的带毒率逐渐降低。

图1　番茄和黄瓜上烟粉虱带毒率

2.2不同地区番茄上烟粉虱带毒率的检测

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通过对关中、宁夏北部及陕北地区番茄上的烟粉虱中番茄黄化曲叶病毒的PCR检测，结果显示，不同地区烟粉虱的带毒率不同。其中，陕西关中地区户县的蒋村镇、宁夏的银河村及陕北延安的河庄坪镇烟粉虱带毒率均达到100%；关中阎良区、三原县、高陵县、泾阳县、杨凌区、岐山县、凤翔县、富平县、澄城县的烟粉虱带毒率分别为95%、75%、75%、90%、70%、65%、95%、95%、70%，陕北甘泉县烟粉虱带毒率为95%，陕南的商州区烟粉虱带毒率最低，为25%。宁夏地区的贺兰县潘西村、新平园区烟粉虱带毒率分别为80%、60%。从图2可以看出，关中地区、宁夏北部及陕北地区不同地方番茄上烟粉虱的带毒率不同，但是带毒率普遍偏高。

2.3不同寄主作物上烟粉虱带毒率的检测

通过对番茄、黄瓜、辣椒、茄子、豆角等寄主上烟粉虱带毒率的PCR检测，结果显示，番茄、黄瓜、辣椒、茄子及豆角上的平均带毒率不同，带毒率最高为番茄上的烟粉虱，带毒率为78%，黄瓜、辣椒、茄子次之，带毒率分别为69%、55%、51%，带毒率最低为豆角上采集的烟粉虱，为25%(图 3)。黄瓜、辣椒、茄子、豆角的烟粉虱带毒率均低于番茄烟粉虱带毒率，说明带毒烟粉虱更喜食番茄叶片。

图2　番茄上烟粉虱的带毒率

图3　不同寄主作物烟粉虱带毒率

2.4番茄病叶中黄化曲叶病毒的检测

对具有黄化曲叶病毒病典型症状的叶片进行检测，PCR扩增得到543 bp片段(图 4)。将关中大荔东埝村、陕北甘泉县姚店村、宁夏新平园区的番茄叶片PCR产物测序序列在NCBI进行Blast比对，结果发现，样品与GenBank登录号KC138544.1、KC138543.1及JX456642.1等序列同源性高达99%以上，确定测试样品感染番茄黄化曲叶病毒。

2.5不同时间段番茄黄化曲叶病毒病发病情况统计

在采集烟粉虱的同时，对植株的发病株率及程度进行统计，计算不同时间段番茄黄化曲叶病毒病的发病株率和病情指数。从表1可以看出，5-10月，番茄黄化曲叶病毒病发病株率分别为17.7%、35.2%、58.3%、66.3%、76.7%、80.2%，病情指数依次为48.0、60.0、62.5、71.2、77.3、78.1。说明随着烟粉虱在番茄上危害时间的延长，黄化曲叶病毒病发病株率逐渐增高，病情指数也随之升高，发病程度不断加重。从5月开始，温度上升，逐步达到番茄黄化曲叶病毒病的最适发病温度，为病毒病的发生提供良好的环境条件。

M. Marker; 1.关中病叶Infected leaves of Guanzhong；2.陕北病叶Infected leaves of Shaanbei；3.宁夏病叶Infected leaves of Ningxia

图4　番茄叶片中番茄黄化曲叶病毒病检测

2.6不同地区番茄黄化曲叶病毒病发病情况统计

通过对关中、宁夏和陕北等不同地区番茄黄化曲叶病毒病的发病情况调查统计，结果(表2)显示，不同地区番茄黄化曲叶病毒病发病程度不同，发病最重的是关中地区的凤翔县，病株率为88.3%，病情指数为85.5，发病最轻的是宁夏新平园区，病株率为55.5%，病情指数为51.7。

3　讨 论

本研究采用PCR检测方法对5-10月番茄植株上采集的烟粉虱带毒率进行检测，结果表明，从田间出现的烟粉虱就可以检测到其携带番茄黄化曲叶病毒。其中 5、6、9月番茄上烟粉虱的带毒率分别为100%、100%、90%，7 和8 月带毒率较低，其原因可能和夏季高温对病毒病有一定的抑制作用有关。这一结果与田间发病株率情况十分吻合，说明5、6、9月是番茄黄化曲叶病毒病的田间高发时期。在自然条件下，番茄黄化曲叶病毒病只能通过烟粉虱传播[18]，因此烟粉虱种群密度与发病轻重密切相关。而烟粉虱带毒率高低是影响双生病毒传播效能的主要因素，带毒率越高，传毒几率越大，传毒效能越高。烟粉虱在田间的高种群密度、高带毒率、高传播效能是导致番茄黄化曲叶病毒病发生严重的原因。

表2　不同地区番茄上番茄黄化曲叶病毒病的病情指数

对不同地区烟粉虱带毒率的检测结果表明，被调查地区的烟粉虱均携带番茄黄化曲叶病毒，带毒率除商州区为25% 外，其余地方均在70% 以上，说明有烟粉虱分布的地方，其体内均可以检测到番茄黄化曲叶病毒。田间调查结果显示，凡在番茄种植地区，只要有烟粉虱的分布，几乎就有番茄黄化曲叶病毒病的发生，取样点内病情指数均在50 以上。陕西携带双生病毒烟粉虱的分布区域已经覆盖绝大部分的设施番茄栽培区域。烟粉虱带毒率与番茄黄化曲叶病毒病发生关系十分密切[19]，即带毒率越高，传播病毒病的几率越大，田间发病率越高。

本研究中，不同蔬菜作物上烟粉虱的带毒率检测结果显示，不同蔬菜作物上烟粉虱的带毒率不同，其中番茄上带毒率最高，为78%，其次是黄瓜、辣椒、茄子及豆角，平均带毒率分别为69%、55%、51%及25%，带毒率最低是豆角。说明各种蔬菜作物上烟粉虱均为病毒携带者，但番茄是带毒烟粉虱更喜食的寄主作物。

由于烟粉虱广泛的分布区域、高种群密度和高携带双生病毒率，因此，在生产中对黄化曲叶病毒病的防治应以预防为主，其有效防治措施除在选用抗病品种的基础上，同时还应结合隔离育苗、培育无病毒壮苗、栽培全程覆盖防虫网、黄板诱杀等控制烟粉虱数量的措施来降低病毒病的发生危害[20]。在越冬茬番茄栽培时适当延迟育苗和定植时间，早春茬番茄适当提前育苗与定植时间，错开烟粉虱的发生危害高峰，实现对番茄黄化曲叶病毒病的有效防控。

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Corresponding authorLI Yingmei, female, associate research fellow.Research area: pest control of greenhouse vegetable.E-mail:liyingmei9@163.com

(责任编辑：顾玉兰Responsible editor:GU Yulan)

Relationship between Virus Carrying Rate ofBemisiatabaciwith TY Occurance

LIU Chen, CHEN Zhijie, ZHANG Feng, HONG Bo,ZHANG Shulian and LI Yingmei

(Shaanxi Institute of Zoology, Xi’an710032,China)

Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) is a devastating tomato disease transmitted byBemisiatabaci. In order to discuss the effect of virus carrying rates ofBemisiatabacion the occurrence and damage degree of TYLCV, we analyzed the rates in different times, different regions and different hosts by PCR detection. The results indicated that virus carrying rates were highest in May, June and September. Virus carrying rate was 100% in May and June, and it was 90% in September, the three months are TYLCV high incidence periods. The results of virus carrying rate showed that Guanzhong and Northen area of Shaanxi and Ningxia are all above 60%.Bemisiatabacicarrying TYLCV are preferred to eat tomato and the virus carrying rate is 78%, which is higher than that detected from cucumber, hot pepper, eggplant and bean. At recent years, the harm ofBemisiatabaciis more and more serious because of high TYLCV carrying rate, extensive distribution regions and widespread host carrying.

Bemisiatabaci; Tomato yellow leaf curl virus;Virus carrying rate

2015-10-08Returned2016-01-14

Key Industrialization Item of Shaanxi Academy of Sciences(No.2013K-03); Shaanxi Innovation Project of Agricultural Science and Technology(No.2015NY035); Project of Cooperation between Chinese Academy of Sciences and Local Governments(No.NTKJ-2015-11-01).

LIU Chen, female, research assistant. Research area: agricultural entomology and pest control .E-mail: liuc1204@126.com

2015-10-08

2016-01-14

陕西省科学院重点及产业化项目(2013K-03)；陕西省农业科技创新与攻关项目(2015NY035)；中科院院地合作项目(NTKJ-2015-11-01)。

刘晨，女，研究实习员，研究方向为农业昆虫与害虫防治。E-mail: liuc1204@126.com

李英梅，女，副研究员，研究方向为设施蔬菜病虫害防治。E-mail: liyingmei9@163.com

S432.1

A

1004-1389(2016)08-1244-06

网络出版日期：2016-07-14

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160714.1105.038.html