番茄黄化曲叶病毒病的研究进展

苗相伟

（辽宁省丹东市丹东农业科学院，辽宁丹东 118109）

番茄黄化曲叶病毒病的研究进展

苗相伟

（辽宁省丹东市丹东农业科学院，辽宁丹东 118109）

番茄黄化曲叶病毒病是一种毁灭性病害，该病毒具有流行性强、传播速度快、难以防治等特点，现已成为番茄生产上的主要病害之一。番茄黄化曲叶病毒病在我国番茄种植区流行成灾，造成了很大的损失。本文对番茄黄化曲叶病毒病的发病规律、症状、机理、检测方法、育种手段等方面的研究进展进行了综述，对番茄黄化曲叶病毒病进行了系统地研究，以期为该病的防治提供理论参考。

番茄黄化曲叶病毒病；病原特征；流行规律；检测方法；育种方法

番茄又名西红柿，原产于美洲亚热带地区，其营养丰富，风味独特，是世界普遍栽培的蔬菜品种之一。近几年随着我国农业产业结构的调整和人们生活水平的提高，番茄在我国的栽培面积呈逐渐扩大趋势，生产规模仅次于美国和意大利，位居世界第三位。目前，随着国际贸易的频繁往来，番茄病虫害发生呈上升趋势，其中番茄病毒病、青枯病、晚疫病是我国番茄生产的主要病害，尤其病毒病发病最为严重，严重制约我国番茄产业的发展，给农民生产造成了巨大的经济损失[1]，近年来番茄黄化曲叶病毒病在我国由南向北大面积爆发[2,3]，该病毒流行性强，危害重，来势猛，传播快，造成发病地块减产甚至绝收，对番茄品质和产量造成了严重的影响[4]。

1 发生与分布

番茄黄化曲叶病毒病是一种毁灭性病害，主要由番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus，TYLCV）引起，最早于1939年出现在以色列约旦河地区，1964年被正式命名，后逐渐蔓延至中东、地中海沿岸、非洲、亚洲等地区[5]，随着国际贸易的频繁往来及全球气候变暖的加剧，该病毒在全球迅速蔓延，现已成为番茄生产上的主要病害之一，传播的主要媒介为烟粉虱[6-9]。

番茄黄化曲叶病毒病于21世纪传入我国，最早在台湾发现，之后蔓延到云南和广西等地[10]，于2005年在广西大面积爆发，发病率在80%以上[11]，2006年后相继在上海、江苏、河南、陕西、山东、福建、浙江、北京、辽宁、河北等番茄种植区流行成灾，对大部分田块造成毁灭性灾害，迅速扩展到全国各地[12-14]。据各地植保部门不完全统计，在我国因番茄黄化曲叶病毒病发生造成的年经济损失约十几亿元，发生面积超过20万hm2，对我国的番茄产业造成巨大威胁[15]。番茄黄化曲叶病毒病的防治迫在眉睫。

2 发病规律及发病症状

番茄黄化曲叶病毒病主要危害番茄、辣椒、黄瓜等蔬菜及烟草等经济作物，也可以侵染豆科、茄科等多种植物，其中对番茄产生的危险最大[16]。主要的传播途径有两种，一种是烟粉虱带毒传播；另一种是人为因素传播。烟粉虱传播中B型烟粉虱传毒能力最强，一旦带毒则终生带毒，是导致番茄黄化曲叶病毒病流行传播的主要原因，而人为传播主要是带毒苗木异地输出导致种植地病毒传播。在露地栽培条件下，7月中旬～8月下旬是烟粉虱大量发生的时期，也是番茄黄化曲叶病毒发病最严重的时期，烟粉虱在适宜的温度条件下可以常年活动，因此，番茄黄化曲叶病毒病可周年发生。

番茄黄化曲叶病毒病发病初期植物生长停滞或迟缓，开花延迟，花朵、果实减少，叶脉间叶肉发黄，上部叶片黄化。发病中期主要表现为植株明显矮化，节间变短，枝条直立呈丛簇状，叶片变小变厚，叶片有凹凸不平的皱缩或变形，植株上部叶片症状典型，下部老叶症状不明显。发病后期主要表现为叶片变形焦枯，叶脉变紫色，新叶出现黄绿不均斑块，坐果率降低，果实变小，畸形裂口。成熟期感病果实着色不均匀，果实僵硬，含水量低，果实表面褐化，商品性差，严重时可造成绝收。番茄黄化曲叶病毒病的发病症状常与缺素症、施肥不当等生理病害症状相似。

3 发病机理

3.1 病原及发病条件

TYLCV是植物病毒中唯一一类具有孪生颗粒形态的单链环状DNA病毒，属于双生病毒科，菜豆金色花叶病毒属[17]。一般在重茬、施氮肥过多、持续高温及干旱条件下容易发生。

3.2 传播途径及侵染过程

番茄黄化曲叶病毒病主要由烟粉虱取食获毒传播。该虫寄主范围广泛，烟粉虱在取食植物细胞汁液的同时，将TYLCV注入到植物表皮细胞，再经由表皮细胞转入细胞核，在细胞核中开始基因的转录和复制，合成新的DNA，新合成的DNA与AV1组装成子代病毒，子代病毒通过胞间连丝转运到相邻细胞进行扩展，开始新一轮的侵染。TYLCV感病时间短，发病效率快，毒性强，一旦获得病毒，可连续传播10～20d。研究表明，TYLVC可以在烟粉虱体内通过交配传给交配对象的方式进行增殖，或者直接传给后代[18]，寄主被传染后1～2周即可有表现症状。

3.3 病毒基因组结构及功能基因

TYLCV基因组编码有6个功能基因，分别为正义链上的AV1和AV2与反义链上的AC1、AC2、AC3和AC4[19]，基因呈单链闭合环状ssDNA分子，其中AV1为外壳蛋白（Coat protein，CP）主要参与病毒的介体传播[20]；AV2为移动蛋白（Move protein，MP）起协助转移蛋白的作用[21]；AC1为复制相关蛋白（Replication-associated protein，Rep）其与TYLCV DNA的复制起始有关[22]；AC2为转录激活因子（Transcriptional activator，TrA）可以有效提高正义链上基因转录水平[23]；AC3为复制增强蛋白（Replication enhancer protein，REn）但与AV1功能无关[24]；AC4基因功能尚未明确[25]。TYLCV核穿梭功能是由AV1蛋白完成，而细胞间移动需要AV1和其他蛋白共同参与作用[26]。

4 检测方法

番茄黄化曲叶病毒病在全球范围内危害日益猖獗。通过对TYLCV的检测能彻底了解病毒的发生及流行，建立一整套完整和灵敏的检测技术指标，对防治番茄黄化曲叶病毒病及抗病育种具有重要的意义。常用的检测方法有生物学检测法、血清学检测法及分子生物学方法等。

4.1 生物学检测法

主要包括目测法和指示植物鉴别法。目测法就是通过观察植株的表现症状来确定是否感染发病，主要凭借经验判断，检测的结果与检测者的主观性或外界环境影响有关。指示植物鉴别法是借助于某些病毒敏感性进行鉴定，检测比较简单，此方法不受主现性与症状不确定影响，为目前主要的鉴定方法。

4.2 血清学方法

目前应用最为广泛的为酶联免疫吸附法（ELISA），也是检测TYLCV最为有效的方法之一。该方法主要借助有色产物检测相应抗原抗体，然后利用抗原抗体特异性反应检测，主要优点是酶高效性，缺点是抗血清制备时间长，存在假阳性反应，特异性强，只能检测单个病毒，很难区分不同病毒小种。

4.3 分子生物学方法

分子生物学方法是通过检测病毒核酸（DNA、RNA）水平来证实病毒的存在，检测病毒的范围更广，灵敏度更高，特异性更强。其中包括分子杂交，传统PCR法，实时荧光定量PCR，环介导等温扩增技术等。

PCR法在检测番茄黄化曲叶病毒中应用比较广泛，利用设计的特异性引物检测特定病毒，这种检测方法检测灵敏度高，并且可以对多个病毒样本同时检测，大大的提高了工作效率，Lefeuvre等[27]利用多重PCR法鉴定了多种番茄黄化曲叶病毒。

分子杂交技术利用带有标记的探针与TYLCV形成双链中间体，检测出样本中的TYLCV，目前这种方法主要用于番茄黄化曲叶病毒病抗病育种及鉴定。

5 防治措施

番茄黄化曲叶病毒病现已成为多个国家和地区番茄生产上的重要限制因素，防治上以“预防为主，综合防治”为方针，实施多种措施并举，全程防控的策略，做好棚室清洁、消毒工作，切实从源头上切断毒源。

5.1 农业防治

采用轮作与套种相结合的种植模式，种植烟粉虱不喜食的韭菜、葱蒜类作物，避免在烟粉虱高发地区种植茄科蔬菜，减少TYLCV侵染。选用抗番茄黄化曲叶病毒病的番茄品种，对从发病区调运的种苗要进行抽样检测，发现病株及时处理，定期清洁田园，适时使用高效低毒农药灭杀烟粉虱。在番茄生长中期增施磷钾肥，提高番茄抗病能力。番茄黄化曲叶病毒病在番茄苗期和田间土壤干燥时期病害发生较为严重，在种植番茄前要对土壤进行消毒，清除土壤表面的杂草和残枝败叶。

5.2 物理防治

采用封闭式育苗，用粗网筛罩在温室表面及通风口，防止烟粉虱接触苗床及植株，避免感染，结合杀虫剂效果更佳。在育苗棚内设置防虫隔离带也可有效防治烟粉虱，黄色光谱及紫外光谱对诱杀烟粉虱也有很好的效果。

5.3 化学防治

定植前4～6d为避免带虫幼苗移入田间，可用吡蚜酮药剂喷雾。定植后从烟粉虱零星发生开始，可用10%的吡虫啉4000～6000倍液喷雾，或使用5%吡虫啉乳油2000～3000倍液喷雾，或用1.8%阿维菌素乳油3000～5000倍液喷雾，或25%扑虱灵可湿性粉剂1500～2000倍液喷施。在防治烟粉虱的同时，可以穿插使用2%病毒必克水剂200～250倍液喷施，以增强植株对番茄黄化曲叶病毒病的抵抗能力。

5.4 生物防治

采用烟粉虱的天敌进行防治，如丽蚜小蜂、微小花蝽、小黑瓢虫等。目前应用最为广泛的是寄生性天敌丽蚜小蜂，将丽蚜小蜂与化学农药吡虫啉配合使用，效果更佳。当每株番茄植株上烟粉虱成虫数量在0.5耀1.0头时即可放蜂，每10d放蜂一次，连续4次，第一次放蜂每株3头，以后每株6头。

5.5 选用抗病品种

目前选用抗病品种是防治番茄黄化曲叶病毒病最为有效的方法，经过多年的品种筛选试验发现由台湾农友公司选育的樱桃番茄新品种“凤珠”在辽宁省丹东地区抗TYLCV较强。

6 育种方法

6.1 常规育种

针对TYLCV的抗病育种最早始于20世纪70年代，主要是利用现有品种与野生近缘种番茄进行杂交，将野生番茄中的抗病或耐病基因转育到栽培品种中，目前常用的野生近缘种有以下三种，智利番茄（Lycopersicon chilense）、醋栗番茄（Lycopersicon pimpinellifolium）及契斯曼尼番茄（Lycopersicon cheesmanii）。世界上第一个抗TYLCV品种在1988年选育成功，该品种表现的感病症状延迟，对番茄的结实影响较小[28]，目前在多个野生材料中已经发现了抗病和耐病基因，如Ty-3a、Ty-3b[29]基因和Ty-1基因、Ty-2基因[30]，这些基因在商业育种中已经成功应用，如瑞士先正达公司选育的拉比和齐达利里面都含有Ty-3a基因，法国Clause公司选育的宝丽含Ty-3a基因，我国选育的浙粉701含Ty-2基因，浙杂502含有Ty-3a基因，经研究发现，这些基因的抗病机理都是抑制病毒CP的形成。

6.2 分子标记育种

近年来随着科技的发展，分子标记育种技术被广泛应用到番茄抗TYLCV育种技术中，极大的缩短了育种年限，加速了育种进程。1994年Zamir等[31]成功将耐TYLCV的主效基因Ty-1定位到番茄第6染色体上的着丝粒端，2008年Garcia等[32]将Ty-2基因成功定位在第11号染色体长臂终端；2007年Ji等[33]将Ty-3定位在第6号染色体上，2008年Ji等[34]又将Ty-4定位在第3号染色体上。

6.3 基因工程育种

基因工程育种适用于传统育种因缺乏抗原而难以进行的抗病育种，较传统育种具有明显的优越性，其周期短，适用范围广，在育种过程中不会引入其他不良农艺性状基因。目前，番茄抗病毒病基因工程主要采用病毒单一功能基因、RNAi、病毒反义等方法先后成功获得抗病毒番茄株系。

20世纪90年代Powell等[35]将TYLCV中的AV1和AC1等目标基因转到番茄中，发现番茄对TYLCV的抗性显著提高。2006年Fuentes等[36]利用RNAi载体构建技术，将AC1基因转到易感病番茄品种中，结果表明，转基因番茄抗病效果明显。Bucher等[37]利用RNAi技术有效的提高了番茄对斑萎病毒的抗性。Abdelbacki等[38]发现乳清蛋白对TYLCV也有抑制作用。Patrick等[39]2014年将Ty-1和Ty-3抗病基因成功克隆，取得重要进展。

综上所述，随着国家农业产业结构的调整及人们生活水平的提高，设施番茄产业得到迅猛发展，而番茄黄化曲叶病毒病逐渐成为发展设施番茄的限制因素。由于该病毒具有流行性强、传播速度快、难以防治等特点，因此，利用分子生物学与基因工程技术选育抗病品种成为防治番茄黄化曲叶病毒病的关键。

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Research Progress of Tomato Yellow Leaf Curl Virus Disease

MIAO Xiang-wei
(Dandong Academy of Agriculural Sciences,Dandong 118109,China)

Tomato yellow leaf curl virus disease is a devastating disease,and the virus has the characteristics of strong popularity,rapid propagation and difficult to control,which has become one of the main diseases in tomato production. Tomato yellow leaf curl virus disease had seriously broken out in China's tomato growing areas,which caused great losses. In this paper,the pathogenesis,symptoms,mechanism,detection methods and breeding methods of tomato yellow leaf curl virus disease were reviewed,and in order to provide theoretical reference for the prevention and control of the disease.

Tomato yellow leaf curl virus disease;biological characteristics;regularity of epidemic;detection methods; breeding methods

S436.412

A

1008-1038(2017)03-0031-05

2016-08-12

苗相伟（1982—），男，助理研究员，主要从事特种玉米与瓜菜育种研究