52个甘蔗品种在广西受病毒侵染情况

沈林波 吴楠楠 冯小艳 熊国如 赵婷婷 王文治 王俊刚 张树珍

摘  要：為明确国家糖料体系甘蔗集成示范及区试品种在广西被病毒侵染情况，2017年从广西北海、南宁、崇左、百色、来宾、柳城、桂林等地集成示范及区试的52个甘蔗品种上采集带有甘蔗花叶病、甘蔗黄叶病和甘蔗杆状病毒病显著病症或不显病症叶片样品，采用特异引物通过RT-PCR和PCR方法进行5种病毒检测（甘蔗黄叶病毒、甘蔗线条花叶病毒、高粱花叶病毒、甘蔗花叶病毒和甘蔗杆状病毒）。结果表明，SCYLV的平均检出率为25.00%;SCSMV的平均检出率为7.97%;SrMV的平均检出率为7.69%;SCMV的平均检出率最低，为7.42%;SCBV的平均检出率最高，为68.41%，远远高于其他病毒。7个地方的甘蔗受病毒混合侵染现象普遍存在，北海的病毒混合侵染率甚至高于单一病毒侵染率。52个甘蔗品种在广西受5种病毒的总侵染率为79.67%，对甘蔗的生产安全存在着严重的潜在威胁，建议推广种植甘蔗脱毒种苗来缓解甘蔗病毒病害的危害。

关键词：甘蔗黄叶病毒;甘蔗线条花叶病毒;高粱花叶病毒;甘蔗花叶病毒;甘蔗杆状病毒;广西中图分类号：S435.661      文献标识码：A

Virus Infection Situation of Fifty-two Sugarcane Varieties in Guangxi

SHEN Linbo^1，2， WU Nannan¹， FENG Xiaoyan²， XIONG Guoru²， ZHAO Tingting²， WANG Wenzhi²，WANG Jungang²， ZHANG Shuzhen^1，2*

1. College of Life Sciences， Nanjing Agricultural University， Nanjing， Jiangsu 210095， China; 2. Sugarcane Research Center， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Biology and Genetic Resources of Tropical Crops， Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Hainan Key Laboratory for Biosafety Monitoring and Molecular Breeding in Off-Season Reproduction Regions， Haikou， Hainan 571101， China

Abstract： To understand the virus infection situation of the integrated demonstration and regional test sugarcane varieties in the national sugar system in Guangxi， leaf samples with or without symptoms of sugarcane mosaic disease， sugarcane yellow leaf disease and sugarcane bacilliform disease were collected from 52 sugarcane varieties in 7 sugarcane areas in Guangxi， including Beihai， Nanning， Chongzuo， Baise， Laibin， Liucheng， Guilin. Five kinds of viruses were detected by RT-PCR and PCR with specific primers， includingSugarcane yellow leaf virus（SCYLV），Sugarcane streak mosaic virus（SCSMV），Sorghum mosaic virus（SrMV），Sugarcane mosaic virus（SCMV） andSugarcane bacilliform virus（SCBV）. The average detection rate of SCYLV， SCSMV， SrMV， SCMV， SCBV was 25%， 7.97%， 7.69%， 7.42% and 68.41%， respectively. Mixed infection of different viruses was widespread in the seven sugarcane areas， the mixed infection rate in Beihai was even higher than the single virus infection rate. The total infection rate of 52 sugarcane varieties affected by the five viruses was 79.67% in Guangxi. There are serious potential threats to the safety of sugarcane production. It is recommended to plant virus-free seedlings to control the occurrence of sugarcane virus diseases.

Keywords： Sugarcane yellow leaf virus （SCYLV）;Sugarcane streak mosaic virus（SCSMV）;Sorghum mosaic virus （SrMV）;Sugarcane mosaic virus（SCMV）;Sugarcane bacilliform virus（SCBV）; Guangxi

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.01.017

甘蔗（Saccharum officinarum L.）是重要的糖料作物和能源作物^[1]，在生长过程中，会受到多种病毒侵染进而导致其产量和品质下降，对甘蔗产业的安全生产构成威胁^[2]。目前，中国的甘蔗病毒病害主要为甘蔗黄叶病、甘蔗花叶病和甘蔗桿状病毒病3种^[3]。甘蔗黄叶病的病原为甘蔗黄叶病毒（Sugarcane yellow leaf virus， SCYLV） ^[4];甘蔗花叶病的病原主要有3个，分别是高粱花叶病毒（Sorghum mosaic virus， SrMV）、甘蔗花叶病毒（Sugarcane mosaic virus， SCMV）和甘蔗线条花叶病毒（Sugarcane streak mosaic virus，SCSMV）;甘蔗杆状病毒病是近年新流行的一种甘蔗病毒病害，病原为甘蔗杆状病毒（Sugarcane bacilliform virus， SCBV）。甘蔗感染上述病毒后，即使无发病症状，其产量也会受到影响，发病严重时产量损失可高达50%^[5-7]。广西是我国最大的甘蔗生产区和糖料生产基地，甘蔗种植面积和糖产量分别各占我国的60%左右，因此了解广西蔗区甘蔗受病毒侵染情况，对广西甘蔗病毒性病害的防治及我国甘蔗产业的健康发展均具有重要的指导意义。

已有一些关于广西蔗区甘蔗受病毒侵染情况的报道，如颜梅新等^[8]在2011年对广西北部蔗区甘蔗黄叶病进行调查检测，发现柳州郊区、柳城、鹿寨和宜州等蔗区都已发生甘蔗黄叶病，SCYLV的检出率在50%以上;黄伟华等^[9]对广西南部蔗区甘蔗黄叶病进行了调查，发现甘蔗黄叶病在广西南部大部分蔗区发生且蔓延，感病最严重的钦州蔗区感病率高达80%。颜梅新等^[10]在2014年再次对广西蔗区甘蔗黄叶病的发病情况进行了调查，发现整个广西蔗区SCYLV检出率为46% ，表明甘蔗黄叶病已在广西蔗区普遍发生。颜梅新等^[11]通过调查发现广西蔗区甘蔗花叶病的检出率达69.4%，病原为SCMV和SrMV。徐正银等^[12]等报道甘蔗花叶病在广西蔗区的检出率为63.5%，其中SrMV的检出率为47.9%，SCMV的检出率为15.6%。周丰静等^[13]2015年报道广西蔗区甘蔗花叶病的检出率为75%，SrMV是主要致病病原。蔡艳清等^[14]2006年在广西南宁首次检测到了甘蔗杆状病毒。徐正银等^[15]2015年对广西蔗区甘蔗杆状病毒的发生进行了调查，发现广西蔗区SCBV的检出率为62.13%。可见，甘蔗花叶病、甘蔗黄叶病和甘蔗杆状病毒病已在广西蔗区普遍存在，是威胁广西蔗区甘蔗生产的主要病毒性病害。

上述报道主要是针对广西蔗区已经种植多年的甘蔗品种和单一种病毒病进行检测，没有针对多种病毒病复合危害的情况，而对目前国家糖料体系新育成的甘蔗品种在广西被病毒侵染情况、甘蔗受到多种病毒复合侵染的情况仍未见报道。本研究是首次对国家糖料体系新育成甘蔗品种同时进行SCYLV、SrMV、SCMV、SCSMV和SCBV等5种甘蔗病毒的分子鉴定，以明确其在广西蔗区甘蔗病毒性病害的综合发生情况，为糖厂和蔗农在甘蔗种植材料的选择及甘蔗病毒病害的防治和甘蔗脱毒健康种苗的推广应用提供科学依据。

1  材料与方法

1.1材料

1.1.1  样品  2017年从广西北海、南宁、崇左、百色、来宾、柳城、桂林等7个地点采集国家糖料产业技术体系集成示范及区试52个甘蔗品种的叶片作为样品，叶片带有甘蔗花叶病、甘蔗黄叶病和甘蔗杆状病毒病的显著病症或不显病症，以本实验室保存的分别携带相应单一病毒甘蔗叶片为阳性对照，以不携带病毒的甘蔗脱毒组培苗叶片为阴性对照，以无菌双蒸水作空白对照。

1.1.2  主要试剂  Plant RNA提取试剂盒和反转录试剂盒分别购自Omega公司和Thermo Scien tific公司。

1.2方法

1.2.1  模板的制备  采用Omega公司的E. Z. N. A. Plant RNA Kit来提取样品的总RNA， 提取过程中不要消化DNA， 得到的模板中含有DNA和RNA，可以分别用于DNA病毒和RNA病毒的检测。RNA的提取和cDNA的合成步骤参照试剂盒说明书^[16]。

注： FN：福农;GT：桂糖;LC：柳城;XTT：新台糖;YG：粤甘;YZ：云蔗;YR：云瑞;DZ：德蔗;HZ：海蔗;MT：闽糖;ZT：中糖;ZZ：中蔗;+：PCR或RT-PCR呈阳性;?：PCR或RT-PCR呈阴性。

Note： FN： Funong; GT： Guitang; LC： Liucheng; XTT： Xintaitang; YG： Yuegan; YZ： Yunzhe; YR： Yunrui; DZ： Dezhe; HZ： Haizhe; MT： Mintang; ZT： Zhongtang; ZZ： Zhongzhe; +： PCR or RT-PCR result was positive; ?： PCR or RT-PCR result was negative.

2.3广西7个地点的病毒侵染率分析

对52个甘蔗品种在广西7个地点的5种病毒的检测结果进行统计计算，结果显示（表3），7个地方的病毒检出率各不相同。其中SCYLV在桂林的检出率最高，为48.08%，在柳城的检出率最低，为5.77%;SCSMV在崇左的检出率最高，为23.08%，在北海没有检测到SCSMV;SrMV在南宁的检出率最高，为13.46%，在百色的检出率最低，为1.92%;SCMV在北海的检出率最高，为30.77%，在崇左和柳城没有检测到SCMV;SCBV的检出率普遍偏高，在53.85%～75.00%之间，百色最高，桂林最低。综合比较，SCMV的平均检出率最低，为7.42%;SCBV的平均检出率最高，为68.41%，远远高于其他的病毒，对甘蔗的生产安全存在着严重的潜在威胁。

7个地点的甘蔗均存在病毒混合侵染现象，不同地方的病毒混合侵染率不同，南宁、崇左、百色、来宾、柳城、桂林等6个地点单一病毒侵染率高于病毒混合侵染率，以单一病毒侵染为主;北海的病毒混合侵染率高于单一病毒侵染率，以混合侵染为主。

52个甘蔗品种在7个地点受5种病毒的总侵染率在73.08%～84.62%之间，即仅有15.38%～ 26.92%的甘蔗品种未受到上述5种病毒的侵染，但是7个地点未受病毒侵染的甘蔗品种各不相同，未发现在7个地点都不被病毒侵染甘蔗品种，其中表现最好的品种福农09-7111和桂糖11-1076，也仅在5个地点未受病毒侵染。

3  討论

甘蔗黄叶病于1989年在美国夏威夷首次被发现^[4]，我国的首次发现是2001年在广西南宁，目前在广西、云南、广东、海南、福建、贵州等地均已被报道^{[3， 20]}。颜梅新等^[8]和黄伟华等^[9]发现甘蔗黄叶病已在广西的南部和北部蔗区发生且有向外蔓延的趋势。颜梅新等^[10]2014年从广西各蔗区栽培品种中采集了124个叶片样品来进行甘蔗黄叶病毒RT-PCR检测，结果显示有57个样品检测出SCYLV，感染率为46.00%， 甘蔗黄叶病已在广西各主要蔗区发生，各蔗区的SCYLV检出率为16.60%～76.00%。本研究发现在广西北海、南宁、崇左、百色、来宾、柳城、桂林等地均能检测到SCYLV，检出率在5.77%～48.08%，平均检出率为25.00%。表明甘蔗黄叶病在广西各主要蔗区均有发生，发生率比2014年略有下降。

目前，在世界范围内甘蔗花叶病的主要病原有3种：SrMV、SCMV和SCSMV，其中SrMV和SCMV是世界上大部分蔗区甘蔗花叶病的主要病原，SCSMV是近年发现鉴定的一个病毒新种，在部分地区具有成为甘蔗花叶病优势病原的趋势。同一个蔗区不同时间引起甘蔗花叶病的优势病原可能不同。2005年周国辉等报道广西的甘蔗花叶病病原以SCMV为主^[21]，2012年贺振报道广西蔗区甘蔗花叶病的主要病原是SrMV^[22]，2014年徐正银等报道广西蔗区糖蔗的甘蔗花叶病病原以SrMV为主，SrMV的检出率为54.30%，SCMV的检出率为9.30%^[12]，2015年周丰静等报道广西蔗区甘蔗花叶病病原以SrMV为主，SCMV零星存在，可能存在甘蔗花叶病其他种类病原^[13]。本研究发现现在广西的甘蔗花叶病病原是SCS MV、SrMV和SCMV，检出率分为7.97%、7.69%和7.42%，表明SCSMV在广西的蔓延是及其迅速的，已经成为甘蔗花叶病的主要病原，在崇左和桂林是甘蔗花叶病的优势病原。

甘蔗杆状病于1985年首次发现于古巴的甘蔗品种B34104，目前在世界许多甘蔗主产区均有发生，包括我国广西、云南、广东、海南、福建等蔗区^[23]。徐正银等2015年对广西蔗区169份甘蔗叶片样品进行了甘蔗杆状病毒的检测，105份为SCBV阳性，检出率为62.13%^[15]。本研究结果显示北海、南宁、崇左、百色、来宾、柳城、桂林等地SCBV检出率在53.85%～75.00%之间，表明超过一半的甘蔗品种感染了SCBV，SCBV是广西甘蔗产业的安全生产的潜在威胁，广大蔗农要积极采取措施对SCBV进行防控，以预防甘蔗杆状病的大规模爆发。

本研究对国家糖料体系在广西进行集成示范及区试的52个甘蔗品种做了5种病毒的检测，明确了5种病毒的侵染情况，对甘蔗病毒病害的防治和对甘蔗的安全生产具有重要指导意义。甘蔗种茎经过脱毒处理后，可以使种茎脱去由于多年种植所积累的大部分病毒和细菌，获得健康的甘蔗脱毒种苗，使得优良品种的种性得以恢复。用甘蔗脱毒健康种苗进行甘蔗生产，是目前最有效的的防止甘蔗病毒病及细菌病的途径^[24]。鉴于现代农业产业技术体系糖料体系集成示范及区试的甘蔗品种在广西的病毒检出率达79.67%，未发现在广西地点都不被病毒侵染甘蔗品种，为了避免甘蔗病毒病大规模爆发和甘蔗生产的可持性发展，我们建议在甘蔗种植时采用脱毒种苗。

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