植物病毒病检测及防治的研究进展
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黄瓜花叶病毒病防治策略研究进展植物病毒病是危害农作物的一类重要病害,因其危害大、防治困难而有植物癌症之称。
近年来,植物病毒病在果树、蔬菜、花卉以及多种经济作物上的危害越来越严重。
大量研究证明,植物病毒病多数是由烟草花叶病毒(TMV)和黄瓜花叶病毒(CMV)引起的。
黄瓜花叶病毒能侵染1000多种单、双子叶植物,可经75种蚜虫传播,有些分离物还可通过种子传播,是寄主植物最多、分布最广、最具经济重要性的植物病毒之一。
能引起多种蔬菜产生花叶、坏死、枯萎等,为害面积大。
为了减轻其在生产上的危害,多年来科研工作者尝试了多种不同方法防治CMV,提出了不同的防治策略。
本文拟对相关内容进行探讨,以寻求高效的黄瓜花叶病毒防治策略。
1黄瓜花叶病毒(CMV)概述1.1CMV分类及危害黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaicvirus,CMV)属雀麦花叶病毒科(Bromoviridae)黄瓜花叶病毒属(Cucumovirus)的典型成员。
白Doolittle和Jagge分别报道CMV是黄瓜花叶病的病原以来,各国学者相继报道了CMV的危害。
近10多年来,CMV在一些国家和地区的许多作物上造成严重危害,如引起番茄的坏死、香蕉的花叶(心腐)、豆科植物的花叶、瓜类的花叶、西番莲的死顶等。
此外,许多过去被认为是新的病毒,现已被证实为CMV新的株系。
几十年来,各国学者根据他们分离到的CMV的寄主范围及症状表现得到许多株系或分离物,迄今,全世界已报道了100多个CMV株系(如Fny、Y、O、NT9、lx、Q)或分离物。
1.2CMV微观结构及RNA组成黄瓜花叶病毒为直径约29nm的二十面体的小颗粒,颗粒分子量约为5.3×10E6,其中18%是RNA,82%是蛋白质。
CMV是单链RNA病毒,属三分体基因组,包括4个RNA片段,即RNA1~4,其分子量分别为1.01×10E6、0.89×10E6、0.68×10E6、0.33×10E6。
花卉中草药 1 植物病毒检测的基本概况植物的病毒检测就是指对植物的种苗、种薯、块茎以及块根等繁殖材料以及花卉盆景等各类植物进行病毒的检疫,植物病毒是一类极为重要的农业病害,几乎所有类别的植物都会发生,而且一旦发生,对农业的作物产量与质量都会带来极大的损害。
现代植物病毒学已经历经了近百年的发展,对植物病毒的检测手段与方法也正朝着快速、灵敏与准确的方向不断的创新和改进。
随着我国的加入WTO,我们逐步参与到频繁的国际种苗调运、水果蔬菜买卖等农业交流活动中,植物进出口的种类更多,批次更多,货值也更大,这一方面带动了我国农业经济的发展,极大的丰富了我国植物市场,另一方面却加大了危险性的植物病毒传入我国的风险,相关部门的病毒检验检疫工作也变得越来越重要。
当前,我国已经颁布的植物相关法律法规界定了三大类植物危害性有害生物。
其中一类中有6种植物病毒,二类中有7种植物病毒,而三类中则有67中,这些病毒对我国草本、木本植物的危害与影响是极其深远的,我们一定要尽快加强对各类植物的病毒进行系统而准确的风险性评估,切实加强对植物病毒的检验与检疫工作。
目前在对植物病毒进行检测中,主要用到的方法有生物学测定法、血清学检测法、电子显微镜检测法、分子生物学检测方法等,这些检测方法都各有优劣势,下文将对这些方法分别进行详细的分析和介绍。
1.1 生物学植物病毒检测方法通过对大量研究数据的分析,我们发现,不同的植物病毒一般都会有一套鉴别寄主或者特定的指示植物,生物学植物病毒检测就是在隔离室温或者网室内,以相关的对某些病毒较敏感的指示植物作为鉴别寄主,进行病毒的接种,以此来辨别植物病毒的种类与归属。
这种方法又被称为指示植物检测法,是一种历史悠久、较为传统的植物病毒检测方法,目前仍然有着较为广泛的应用。
在具体的检测中,因为指示植物的区别可以分为草本指示植物检测与木本指示植物检测。
草本指示植物检测运用到的植物种类非常多,如藜科、茄科、豆科与葫芦科等草本植物都有较强的指示作用,一般情况下草本指示植物检测会采用汁液的摩擦接种方法,在极为严格的防虫隔离情况下进行繁殖,最终获取可靠结果。
植物抗病毒基因工程研究进展摘要简要介绍了植物病毒病害及植物的抗病机制,综述了植物抗病毒基因工程的研究进展,包括利用病毒基因、利用植物自身的抗病毒基因、干扰素基因、抗体基因和多基因策略等,并对其以后的发展进行了展望。
关键词病毒;抗病机制;基因工程植物病毒病是农作物的主要病害,目前约有1 000多种植物病毒病已被世人所认识。
每年全世界的农作物因病毒侵害的损失高达200亿美元,对农业生产构成了严重的威胁。
因此,植物病毒病的防治早已是农业工作者关注和研究的重要对象,现在已发展了多种防治策略来控制这类病害,例如培育抗病品种、施用化学杀菌剂、切断病毒的感染途径、组织脱毒、农业防治等,但都无法从根本上减轻病毒病的危害。
近年来,以基因工程技术为先导的分子生物技术的研究,大大丰富了人们对生命过程和本质的认识,开辟了植物抗病育种的新途径。
1利用病毒基因1.1外壳蛋白基因该策略主要是将病毒的衣壳蛋白(CP)基因进行体外克隆,体外重组及构建表达盒,然后将重组的CP基因转化到植物细胞内,使CP基因在植物体内得以表达,从而使转基因植物获得抗病毒或相关病毒侵染的能力。
1986年Powell 等首次将烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白基因(CP基因)导入烟草植株,开创了抗病毒育种的新纪元。
这一策略已被广泛应用于其他众多的转基因植物,关于CP基因所介导的抗性机理主要有4种:①认为抗性的产生是由于CP的表达抑制了病毒的脱壳;②认为抗性的产生是CP干扰了病毒RNA的复制;③认为抗性的产生是由于CP限制了病毒粒体的扩展与转运;④认为抗性的产生是由于CP基因所表达的mRNA与侵入病毒RNA之间相互作用的结果。
事实上,外壳蛋白基因介导的抗性的作用机制目前还不十分清楚,一般都是研究者对于不同的病毒外壳蛋白基因介导的抗性机制提出的不同假设。
1.2移动蛋白基因植物病毒系统侵染寄主经过2个明显的过程:病毒通过胞间连丝在细胞间的移动和通过维管束系统在器官间的转移。
百合致病病毒及脱毒技术研究进展百合是我国重要的观赏植物之一,百合病毒病严重影响了百合观赏和生产。
目前已知的百合病毒包括玉米株矮缩病毒、百合花叶病毒、姬长卫病毒、百合花薄叶病毒、百合斑枯病毒等。
百合病毒的传播主要有昆虫传播和接种传播两种方式。
昆虫传播主要有百合象、白粉蚜、毛茸茸蚜等传播,而接种传播主要是通过人工操作,如嫁接、接穗接种等。
针对百合病毒的脱毒技术主要有热处理法、化学处理法、基因工程法和协同生长技术。
其中,热处理法是最常用的脱毒技术之一,其原理是将带毒百合球茎放置在高温和高湿的环境中进行处理,使病毒失活,但该方法具有较高的植株死亡率和不稳定性。
化学处理法主要是利用化学药剂对带毒百合球茎进行消毒,如乙醇、漂白粉、过氧化氢等,但该方法对植株健康状况有一定影响。
基因工程法则是通过基因转化技术将抗病基因导入百合,从而使其具有抗病性,但该方法的适用范围有限,目前在应用上还存在技术难题。
协同生长技术是最新开发的一种方法,主要是利用植物信号分子加速带毒百合球茎的愈伤组织生长,促进植物再生和提高脱毒效率。
随着科技和研究水平的不断提高,百合病毒和脱毒技术也在不断发展。
未来的研究方向可以从以下几个方面进行探讨:一是进一步深入研究百合病毒的分类、传播和致病机制,为控制和治理百合病毒提供更有效的手段;二是探究脱毒技术在提高百合生产效益和质量方面的应用价值,并开发新型的脱毒技术;三是研究百合的基因组,寻找抗病性基因,并开展基因工程技术的应用;四是结合植物信号分子和生物体外培养技术,开展协同生长技术的深入研究和应用,提高脱毒效率。
综上所述,百合病毒和脱毒技术的研究进展仍有很大的提升空间,未来需要不断深入研究、创新、发展,为保障百合生产和观赏提供更有效的保障。
植物病毒学的研究与应用前言植物病毒学是农业生产中的重要领域,其研究对象是影响植物生长、生殖和产量的病毒。
这些病毒不仅会造成植物生长发育异常,而且也会影响人们的生活。
为了保障农业生产和人们的生活,植物病毒学研究和应用显得尤为重要。
一、植物病毒感染的危害植物病毒感染会导致植物体内生物化学代谢异常,引起植物出现形态异常、生长迟缓、气孔关闭不利于光合作用以及产量下降等问题,严重影响植物的生存和生长发展。
一些植物病毒还能通过嫁接和传播等手段,不断地扩大传染范围,导致农作物死亡,造成严重的经济损失。
另外,在全球化的今天,一些新的病毒疫情也出现了,如现今在全球范围内大行其道的新冠疫情,以及近年来在中国北方高发的“羊婆病毒”等疫情都是通过人、动物和植物之间的互动传播的,因此,植物病毒学的研究与应用显得尤为重要。
二、植物病毒的传播途径植物病毒的传播途径主要有四种,分别是虫媒传播、种子传播、物理传播和嫁接。
其中虫媒传播是植物病毒传播的最主要方式,包括昆虫、螨和蚜虫等昆虫动物,这些昆虫一般是以植物花蜜为食,又被称为食蜜昆虫,其传播的速度非常快,范围也十分广泛。
而种子和胚乳是另一种植物病毒传播途径,通过种子和胚乳传播的病毒数目较少,但其影响也相对较小。
物理传播是指利用人为手段传播病毒,如接种、切割和几何传播等。
嫁接是植物病毒最常见的传播方式,主要是将病毒感染的组织接种到未感染的健康植物上,使其继续感染和传播。
三、植物病毒的检测和诊断植物病毒的检测和诊断是关键一环,为了保障农业生产和防控疫情的蔓延,及时准确地检测和诊断病毒是至关重要的。
当前,植物病毒的检测技术已经非常成熟,主要方法有免疫学检测、分子生物学检测和传统生物学检测三种。
其中,免疫学检测主要是利用生物化学和免疫学技术来检测植物病毒,常用的有ELISA、免疫荧光法、西方印迹法等。
分子生物学检测是最新的检测技术,主要是利用PCR、实时荧光PCR和DNA芯片等技术来检测病毒。
番茄黄化曲叶病毒病的研究进展分析番茄黄化曲叶病毒病(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)是番茄生产中常见的一种病毒性病害,主要侵害茄科植物,包括番茄、辣椒、茄子等,导致叶片黄化、变小、叶缘翻卷以及植株生长衰弱等一系列症状,给植物生长和产量造成严重危害。
对于TYLCV的研究一直是植物病毒学领域的热点之一,为了更好地控制和防治该病毒病害,科研人员们一直在不懈努力,不断取得新的突破。
本文将就番茄黄化曲叶病毒病的研究进展进行分析。
一、TYLCV的生物特性TYLCV属于白粉虱传播的病毒,是一种双链DNA病毒,其基因组约为6.3kb大小,包括六个明确的开放阅读框。
这些基因编码了蛋白质,包括复制酶、遮蔽蛋白、外壳蛋白等。
在寄主植物中,TYLCV主要通过白粉虱等小型昆虫传播,白粉虱吸食寄主植物的汁液时,会将携带病毒的唾液注入植物体内,从而引起病毒病害的发生。
二、TYLCV的病理学研究从病毒入侵寄主植物到引起病害的发生,中间经历了一系列复杂的生物学过程。
研究者们在病毒的复制、转录、翻译等方面进行了深入探讨。
他们揭示了TYLCV的侵染机制、病毒与寄主植物的相互作用等关键的生物学过程,这有助于我们深入理解TYLCV的致病机理,为病毒的防治提供理论依据。
在病毒的防治过程中,培育对病毒具有抗性的植物品种一直是一个重要的研究方向。
科研人员通过杂交育种、基因编辑等手段,成功培育出了一些对TYLCV具有较强抗性的番茄品种。
这些抗病品种在番茄生产中具有重要的意义,可以降低病毒侵染的风险,减少病毒的传播和危害。
除了培育抗病品种外,科研人员还从多个方面探讨了TYLCV的防治策略。
通过改良种植结构布局、加强农业防疫措施、利用生物农药控制白粉虱数量等方法,可以有效降低TYLCV的发生和传播。
研究者们还尝试利用基因工程技术,通过转基因技术向番茄等作物中导入抗TYLCV基因,以提高作物对TYLCV的抵抗能力。
植物病害影响植物正常的生长发育,进而影响农作物经济效益和生态效益。
植物病害可分为两大类:侵染性病害和非侵染性病害。
植物病毒病属于侵染性病害,大多由昆虫传播,如昆虫取食染病的植物后再取食易感植物就会传播植物病毒病。
病毒是专性寄生物,自身无法代谢和增殖,只能依靠宿主核酸和蛋白质进行复制,而植物本身没有完整的免疫代谢系统,导致植物病毒病的防治变得更加困难[1]。
植物病毒病,又称“植物癌症”,是第二大植物病害,每年在全世界造成的经济损失高达600亿美元,其中仅粮食作物就损失高达200亿美元。
植物病毒病每年给我国带来难以计量的损失,如在20世纪七八十年代,我国北方地区的小麦因土传花叶病、小麦丛矮病的流行导致减产20%~30%,严重时甚至绝产;南方水稻病毒病的流行,致使水稻减产20%~30%;近年来黄瓜花叶病毒病、烟草花叶病毒病的流行已导致多种蔬菜减产[2]。
目前防治植物病毒病的方法主要有:农业防治,如种苗脱毒、合理轮作、选用抗病品种等;化学农药防治常见防治农药的有效成分为盐酸吗啉胍、混合脂肪酸·硫酸铜、三氮唑类化合物等[3]。
在实际的植物病毒病防治中,仍以化学防治为主,但目前尚无有效的化学农药可以控制植物病毒病,且随着病毒抗药性的增加及化学农药对生态环境的污染备受关注,化学源抗病毒药剂的发展受到极大限制。
而生物防治不仅可以对植物病害起到很好的防治效果,还可以减少对环境的污染。
植物病害生物防治是利用有益微生物及某些微生物的代谢产物对植物病害进行有效防治。
生物防收稿日期:2021-08-28作者简介:肖钦之(1989—),男,湖南邵阳人,博士,农艺师,主要从事烟草种质资源改良、抗性育种。
E-mail:*************。
*为通信作者,E-mail:****************。
肖钦之,邓斌,邹海露,等.植物病毒病生物防治研究进展[J ].南方农业,2021,15(34):64-69.植物病毒病生物防治研究进展肖钦之1,邓斌1,邹海露2,滕凯3,唐前君2,周志成4*(1.湖南省烟草公司永州市公司,湖南永州425000;2.湖南农业大学植物保护学院,湖南长沙410128;3.湖南省烟草公司湘西州公司,湖南吉首416000;4.湖南省烟草科学研究所,湖南长沙410004)摘要植物病毒病是仅次于植物真菌病害的第二大类植物病害,其专化性强、危害大,较难防治。
植物病毒的识别与防治技术一、植物病毒的识别技术1.1 基本原理植物病毒的识别主要基于病毒的形态、生物学特性和分子遗传学的方法,其中最常见的方法是通过显微镜观察病毒的形态特征。
1.2 光学显微镜观察光学显微镜可以观察到直径在20-300nm之间的病毒粒子,可以根据病毒的形状、大小和外观特征来初步识别病毒类型。
1.3 电子显微镜观察电子显微镜可以观察到直径小于20nm的病毒粒子,对于一些较小的病毒或病毒颗粒的形态细节较为清晰,因此能够更准确地识别病毒。
1.4 ELISA(酶联免疫吸附试验)ELISA可以通过检测病毒抗原或抗体来进行病毒的识别,该方法具有敏感性高、特异性强、操作简单等优点,在植物病毒的诊断与鉴定中被广泛应用。
1.5 聚合酶链反应(PCR)PCR是一种通过扩增病毒的核酸片段来进行病毒的检测与识别的技术,其具有高灵敏度和高特异性的优点,尤其适用于对低病毒含量的样品进行检测。
二、植物病毒的防治技术2.1 防治措施2.1.1 防治病毒传播途径病毒主要通过介体、种子、锄耕工具、昆虫等传播途径进行传播,因此可以通过限制病毒的传播途径来防治病毒病害。
2.1.2 育种选育抗病品种通过育种选育抗病品种是一种重要的植物病毒防治方法,通过培育具有病毒抵抗力的品种来控制病毒的传播和病害的发生。
2.1.3 消毒灭菌通过对种子、苗木、工具等进行消毒灭菌,可以有效地防止病毒传播。
2.2 防治技术2.2.1 化学防治化学防治是通过使用化学农药来控制病毒病害,但由于病毒的复杂性和变异性,化学防治并非常见的病毒防治方法。
2.2.2 生物防治通过利用天敌、寄生菌等生物控制剂来防治植物病毒病害,具有环境友好、无污染等优点。
2.2.3 身体隔离将患病植物隔离于健康植物之外,以防止病毒的传播。
2.2.4 栽培管理通过加强植物的养分供应、施肥调节、缓解环境压力等栽培管理措施,能够增强植物的抵抗力,减轻病毒病害的发生。
2.2.5 屏蔽技术通过种植防护网等屏蔽技术,可以减少病毒传播途径,从而有效地防治病毒病害。
植物病毒学研究进展
植物病毒学是现代植物病理学中一个重要领域,研究植物病毒的特征、传播途径、防控措施以及对植物生长发育的影响。
近年来,植物病毒学研究取得了许多进展,其中包括病毒的检测技术的提高、病毒致病机理的深入探究、抗病基因的鉴定等方面。
病毒检测技术的发展
病毒检测技术是植物病毒学研究的基础,随着PCR、实时荧光PCR、蛋白质芯
片等技术的不断提高,病毒的检测速度和准确性得到了大幅提升,为早期的病毒防控提供了可靠的技术支持。
病毒致病机理的研究
随着生物学和分子生物学技术的发展,人们对植物病毒的致病机理有了更深入
的理解。
研究发现,病毒通过改变植物基因表达调控网络,破坏植物的生长发育过程,导致病变的发生。
针对不同类型的病毒,科研人员也在探索不同的抗病机制和防控策略。
抗病基因的发现和利用
随着基因组学、转录组学和蛋白质组学的不断发展,越来越多的抗病基因被发
现并利用于植物病毒抵抗育种中。
通过转基因技术、基因编辑技术等手段,科研人员将这些抗病基因导入到作物中,提高了植物对于病毒的抗性,降低了病害的发生率。
总的来说,植物病毒学研究在技术手段、病毒致病机理和抗病基因的研究方面
都取得了重大的进展,为植物病害的防控和作物生产的发展提供了坚实的科学支持。
未来,我们可以期待在更多领域看到植物病毒学研究的更多突破,为解决当前和未来植物病害问题做出更大的贡献。
植物免疫调控与病毒免疫学的新进展随着科技的不断进步,越来越多的关于植物免疫调控和病毒免疫学的新进展被揭示出来。
这些进展不仅有助于我们更深入地理解植物和病毒之间的相互作用,也为我们研究和控制植物病害提供了更多的可能性。
一、植物免疫调控的研究进展植物是如何保护自己免受病害侵袭的?这是一个长期以来一直备受科学家们关注的问题。
最近的研究表明,植物免疫调控中的一种受体蛋白被揭示出来了,这为我们理解植物抗病机制提供了新的线索。
这个受体蛋白被命名为FLS2(Flagellin-sensitive 2),其作用是识别病原菌细胞壁中的flagellin(鞭毛蛋白)。
当植物细胞受到flagellin的刺激时,FLS2会结合到病原菌表面的flagellin上,进而激活一系列后续反应,包括产生一种叫做sensitive to freezing 2 (SFR2)的蛋白,这个蛋白可以增强植物的耐受性,而不会对正常生长有不良影响。
除了FLS2,植物免疫调控中还有很多其他的受体蛋白被发现,每一个都扮演着不同的角色。
例如,一个名为RPS2的蛋白可以结合到一种叫做avrRpt2的蛋白上,当这两种蛋白相互作用时,会启动一种被称为BIOGENESIS OF CELLULAR ORGANELLES (BIOS)的反应,该反应可以增加植物的免疫反应并抑制病原菌的生长。
二、病毒免疫学的新进展病毒是各大农作物的主要病害之一。
近年来,研究人员不断探索病毒免疫学的新进展,希望能够解决这个世界性难题。
其中一个新进展是关于病毒感染时细胞内翻译的新发现。
研究表明,在感染过程中,病毒可以通过一种叫做“细胞压制抗病毒反应”(host suppression of antiviralresponse, HSAR)的机制,来抑制宿主细胞的病毒防御反应。
在这个机制中,病毒会降低宿主细胞的蛋白合成,以此来避免被免疫系统检测到。
除此之外,研究人员还通过对病毒大规模核酸测序数据的分析,发现病毒的基因组中可以编码许多类似于免疫抑制剂的蛋白。
抗黄瓜花叶病毒活性化合物的研究新进展黄瓜花叶病毒是寄主植物最多、分布最广、为害经济作物最重的作物病毒之一,本文就近年来通过半叶枯斑法筛选的抗黄瓜花叶病毒化合物进行综述。
标签:黄瓜花叶病毒;生物活性;研究进展黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)引起的植物病毒病是寄主植物最多、分布最广、为害经济作物最重的作物病毒之一,给作物生产造成了巨大的经济损失。
通过半叶枯斑法是筛选和发现高活性抗病毒化合物的主要手段之一。
近年来,通过活性测试筛选的抗黄瓜花叶病毒化合物主要分为以下几类,即微生物源类、海洋生物源类、天然产物源类和杂环类,本文就近几年具有代表性的新型抗CMV病毒剂的结构和生物活性进行综述。
一、抗黄瓜花叶病毒活性化合物1.微生物源类。
宁南霉素的有效成分是从诺尔斯链霉菌西昌变种(Strepcomcesnourseivar. xichangensis)中分离得到的胞嘧啶核苷类化合物。
严等在田间药效试验中发现2 %宁南霉素水剂对CMV具有一定防治效果;2.海洋生物源类。
苏等研究发现2.0 %氨基寡糖素水剂可用于防治烟草病毒病(TMV、CMV),防治效果达到72.4 %~77.9 %,使用2.0 % 氨基寡糖素不但可以控制病毒病危害,对烟草生长还有促进作用;3.天然产物源类。
云芝多糖由云芝或从其发酵液中分离提取,具有突出的药食用功效和生物活性。
沈等人,用云芝多糖处理普通烟NC-89后,对其主要病毒病(TMV、CMV和PVY)具有良好的防治效果,最高防效均在50 %以上,实验还发现云芝多糖可以延迟烟草病毒病的发病时间,有利于烟苗的生长。
4.杂环类。
2015年,龙等研究发现含有喹唑啉酮的新型戊二烯类衍生物7a (如图2)对CMV具有很好的保护活性和治疗活性,其EC50值分别为124.3 和365.5 μg/mL,对照药剂宁南霉素的保护活性和治疗活性分别为195.1 和404.9 μg/mL。
植物病毒病检测及防治的研究进展
摘要:植物病毒病又称植物癌,给农作物及经济作物带来了严重危害,降低
了农作物产量和质量,每年仅在我国因病毒感染农作物造成的损失就可达200亿
美元,植物病毒病造成的损失是世界人口生存的威胁之一。
关键词:植物病毒病;检测;防治
一、植物病毒病的检测技术
病毒有两种,以DNA为遗传物质的病毒称为DNA病毒,以RNA为遗传物质的
病毒称为RNA病毒,90%的植物病毒是RNA病毒。
早期RNA植物病毒病的检测一
般采用传统的生物学方法(指示植物检测法),即通过汁液摩擦接种或嫁接传染方式,将待测带毒植株汁液接种到一株或多株指示植物上,从而观察其在指示植物
上的症状。
指示植物是对某一种或某几种病毒和类病毒敏感的植物,感染后可迅
速出现明显症状。
传统生物学方法鉴定谱广,操作简单,但需培育大量指示植物,检测速度慢,易受外界环境影响。
随着电子显微镜的出现,病毒的真实形态才得以展现。
电子显微镜观察结果
直观、准确,还能观察病毒引起的寄主细胞病变及内含体特征,是深入研究病毒
病机理的重要手段之一。
但仪器设备昂贵,制片及操作技术复杂,难以掌握,对
操作人员技术水平要求高。
由于每一种植物病毒产生的抗血清各有特性,人们研发一种利用抗原抗体外
特异性免疫反应检测植物病毒的方法。
酶联免疫吸附法(ELISA)是通过酶催化颜
色反应将抗原抗体结合起来的一种方法,其具有灵敏、快速、特异性强、分析率高、成本低等优点,可用于大规模样品检测,是血清学中应用最广泛的方法,已
成为检测植物病毒的关键技术。
随着生物体遗传物质研究的逐步深入,人们发现通过核酸能准确、快速地鉴
定植物、动物和微生物的物种和种群。
基于核酸检测的分子生物学方法比血清学
方法具有更宽的检测范围、更高的灵敏度、更强的特异性,适用于大批量样本检测,在植物病毒检测中得到了迅速而广泛的应用。
包括核酸杂交技术(Nucleic acid hybridiza-tion)、反转录PCR技术(RT-PCR)、荧光定量PCR技术(real-timePCR)、DNA微阵列技术(DNA microarray)。
核酸杂交技术根据互补核酸单链
可重组原理,用同位素或非放射性地高辛等标记待检测病毒的特定序列,制成探针,与目标病毒核酸杂交后,即可指示病毒的存在。
RT-PCR先将RNA反转录成cDNA,然后进行PCR扩增及杂交试验,多重RT-PCR能同时检测多种病毒,是目
前应用广泛的一项分子检测技术;荧光定量PCR可用于定性分析,还可用于定量
检测。
二、植物病毒的防治策略
1、农业措施。
在明确病毒病害发生规律、传毒介质及其与气候、耕作制度
等关系基础上,消除病毒病传染源,合理轮作、间作、倒茬等,合理施肥、灌溉、密植能改善植物生长状态,增强其抗病毒能力。
有学者利用蚜虫传播植物病毒来
分析研究小麦黄矮病毒及马铃薯卷叶病毒的危害,管理好田间植物及土壤、切断
病毒传播途径、培育壮苗、拔除早期病株等,均能在一定程度上减轻病毒病的危
害程度。
2、抗病育种
①茎尖脱毒繁育无病毒苗木。
病毒侵染植物后能进入植物细胞,在快速分裂
细胞中,分裂速度快于病毒DNA的复制速度。
因此,通过旺盛分裂的茎尖分生组
织的离体培养能获得脱毒植物。
采用茎尖分生组织培养技术,培育了大量无毒苹果、马铃薯、甘薯、大蒜、
草毒、菊花等无毒苗木,这些无毒苗在生产中的应用取得了明显的经济、社会效益,但缺点是成本高、工作量大。
此外,由于病毒在田间的再次侵染,保持无毒
的有效期不长,2~3年后产量又将严重下降。
②基因工程技术。
病毒侵染植物后,会产生大量病毒衍生的小RNA(vsiR-NA),可通过介导对这些病毒RNA的降解或抑制病毒基因的转录来抵抗病毒侵染。
植物
抗病毒过程是通过RNA沉默介导病毒RNA和所转病毒基因的mRNA均被降解过程。
近年来,随着RNA干扰机制研究的深入,科学家们开始关注利用RNA干扰的高效
性及特异性来控制植物病毒病,并取得了一定成效。
1986年,华盛顿大学Powell首次通过基因工程技术将烟草花叶病毒外壳蛋
白(CP)基因转入烟草,培育出对TMV具有稳定遗传和抗性的植株。
有学者将烟草
马铃薯Y病毒(PVY)外壳蛋白基因片段的反向重复序列引入烟草中,获得了抗PVY
的植株。
另外,将番茄花叶病毒移动蛋白基因(ToMV-MP)的反向重复结构转化到
烟草中,在所得47株转基因烟草菌株中,23株对ToMV有免疫作用;将烟草花叶
病毒部分复制酶基因(CMV-ΔRep)的反向重复结构转化烟草,所得40株转基因烟
草中有25株对CMV免疫。
使用DNA1作为载体沉默烟草上AtTOM的同源基因NbTOM1及NbTOM3,发现AtTOM的同源基因沉默能显著抑制烟草花叶病毒的增殖。
当前,世界上已获准商业化种植的抗病毒转基因作物包括木瓜、葫芦瓜等。
我国培育了多种抗病毒转基因作物,已获得安全证书的转基因作物有7种,然而,只有辣椒和木瓜获得了农业转基因生物安全证书。
3、化学药剂防治。
对于虫传病毒,通过药剂防治有望达到治虫防病的目的。
然而,由于介体昆虫传播速度快,防治效果往往不理想。
对直接作用于病毒药剂
的研制,使用化学物质治疗植物病毒已有多年研究历史,但迄今为止无一种药剂
达到实际应用程度。
由于病毒寄生在寄主细胞中并与寄主细胞共存,因此很难找
到能杀死病毒且对寄主无害的选择性化学药物。
目前使用的化学药物主要有有机酸、多聚阴离子、碱基衍生物、寡聚核苷酸和多聚糖等。
它还可利用中草药或微
生物代谢产物研制植物病毒防治剂,但所有这些药剂只能延缓或缓解病毒症状,
而不能根除。
合理使用复配制剂与剂型、适时用药是充分发挥化学防治作用的重
要因素。
化学防治正朝着高选择性、多作用点和抗性诱导等方向发展。
4、弱毒疫苗接种技术。
其是利用植物经常感染或易受感染的病毒,对已接
种处理过的植株再次感染这一植物病毒时,使植株对其免疫,而且弱毒不会对植
株产生强烈影响,利用弱毒疫苗接种技术防治蔬菜、果树病毒病的研究取得了很
大进展。
有学者利用弱毒疫苗技术来测定烟草花叶病毒番茄株弱毒疫苗N14的安
全性,将其接种到17种不同的植物科,每种4株,除矮牵牛属表现出轻微的花
叶症状外,其它植物均无症状,弱毒疫苗已连续传代100多次,毒力无明显变化;
并介绍了弱毒疫苗接种技术过程和注意事项,用弱毒疫苗接种番茄花叶病毒,可
显著提高番茄产量,具有减少农药用量、不污染环境、不影响生态平衡等优点。
三、展望
虽然国内外研究人员已成功研制出一系列新型植物抗病毒药剂,但其规模和
数量远落后于杀虫剂及杀菌剂,且大多具有保护作用,对植物病毒病的治疗效果
不是很理想。
然而,以环境友好的天然活性物质为导向,开发“新型、高效、安全”的农药品种仍是未来植物抗病毒药剂的发展方向。
基因工程技术为植物病毒
病的防治提供了新的手段,但转基因抗病品种仍面临变异、外来病毒的挑战,加
之人们对转基因食品的安全性还无统一的认识,其在植物病毒病,特别是粮食、
果蔬病毒病防治中的应用还有很长的路要走。
植物病虫害防治必须遵循“预防为主,综合防治”的植保方针。
人们对植物
病毒病的了解相对较少,今后除不断探索新的基因工程技术和研制新的植物抗病
毒药剂外,还需加强植物检疫,继续开展脱毒种苗、媒介昆虫防治、弱病毒接种、抗病品种选育推广等传统防治技术的研究。
参考文献:
[1]刘刚.植物病毒病防治策略[J].山东农药信息,2016(09):28-28.
[2]陈剑泓.植物病毒检测技术研究进展[J].农产品加工·学
刊,2016(07):48-52.。