甘薯毁灭性病毒病害(SPVD)的研究进展

甘薯病毒病害(Sweetpotato virus diseases,SPVD)是由甘薯羽状斑驳病毒(Sweetpotato feathery mottle virus,SPFMV)和甘薯褪绿矮化病毒(Sweetpotato chlorotic stunt virus,SPCSV)双重感染和协同互作引起的甘薯毁灭性病毒病。该病害自2012年在中国发现以来扩展迅速,2015年给广东省湛江市甘薯生产造成了巨大的经济损失。为了加强甘薯病毒病的防控,降低其带来的损失,文章归纳了SPVD分布范围及危害,分别总结了SPFMV和SPCSV的基因结构与功能、传播方式、主要的检测手段,认为发病严重地区可以从探明病毒株系种类切入、从SPCSV与SPFMV协生作用的分子机理深入,实现及时检测、及早预防和甘薯无毒化栽培。     

今年甘薯复合病毒病有暴发可能

正甘薯复合病毒病(SPVD病毒病)是由甘薯羽状斑驳病毒(SPFM V)和甘薯褪绿矮化病毒(SPCSV)复合侵染造成的严重病毒病害。SPVD病毒对甘薯产量影响极大,一般可使甘薯减产50%~90%,严重的甚至绝收。今年我国甘薯复合病毒病危害较重,发展较快,且危害由点到面,有暴发的可能,严重威胁甘薯产业的发展。为减少甘薯病毒     

药剂能减轻甘薯病毒病(SPVD)的危害

近年来,甘薯病毒病复合体(sweet potato virus disease,SPVD)严重影响了我国甘薯的正常生产。为了筛选出能够防治SPVD侵染的化学药剂,本研究选择了14种药剂对感染SPVD的甘薯植株进行喷施,检测处理后叶片的病毒含量和植株的生理指标。结果显示,施用所选的大部分药剂后,甘薯叶片中造成SPVD的两种病毒含量有了不同程度的降低,感病甘薯植株的叶绿素含量和生物产量有了显著或极显著提高。其中巴斯夫病毒原液、0.1%大黄素甲醚和奥力克黄瓜病毒专用粉剂3种药剂的效果最为明显,叶绿素含量、蔓长等指标较对照组极显著提高。本实验说明药剂能够减轻SPVD对甘薯的危害。     

我国不同地区番茄主要病毒病种类的分子检测与分析

为了检测和鉴定我国不同地区番茄上的病毒种类,2015-2018年,在不同蔬菜种植区采集431份番茄疑似感病样品。利用已报道侵染番茄的12种主要病毒的特异性引物对样品进行RT-PCR分子检测与鉴定,结果表明:TYLCV在番茄上普遍存在,检出率为65.20%;而ToCV、TMV、CMV、ToMV、TSWV和PVY侵染番茄相对较少,检出率分别为21.11%,20.19%,17.63%,15.31%,14.15%,11.37%;未检测到TICV、PVX、TYLCVNB和BBWV等病毒。通过对番茄病毒复合侵染现象进行分析发现,病毒复合侵染率达35.73%,其中2种病毒复合侵染现象最多,占复合侵染总比的52.60%;3种病毒复合侵染率占复合侵染总比27.92%;4种及5种病毒复合侵染率略低,分别占复合侵染总比0.65%和18.83%。通过对我国20个地区的番茄病毒进行检测,结果表明,在番茄上检出病毒种类最多的为北京地区,检测到7种病毒,其次是山东地区,检测到5种病毒;河南、甘肃及宁夏地区检测到4种病毒;西藏、河北、浙江、陕西、海南地区检测到3种病毒;四川、天津、黑龙江、山西、内蒙古等检测到2种病毒;其他地区只检测到单一番茄病毒种类。同时根据TYLCV和TSWV部分基因序列构建系统发育树,结果表明,TYLCV北京分离物(MK336782)与中国湖南分离物的亲缘关系最近,TSWV河南分离物(MK318839)与山东分离物的亲缘关系最近。     

甘薯曲叶病毒的研究进展

甘薯曲叶病是限制世界甘薯生产的主要病毒病害之一,已在美国、西班牙、巴西、中国、日本、韩国和南非等国甘薯产区广泛发生。甘薯曲叶病毒(sweet potato leaf curl virus,SPLCV)是引起该病害的主要病原之一,属双生病毒科(Geminiviridae)菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus)的单组分病毒,其基因组仅含有DNA-A组分,由昆虫介体烟粉虱持久性传播,也可通过嫁接传播。在中国,自2006年首次在辽宁大连的甘薯上分离鉴定到SPLCV以来,目前已在福建、浙江、江苏和云南等多个地区发现SPLCV引起的病害,受侵染寄主植物包括甘薯、裂叶牵牛和圆叶牵牛。基于国内外的文献报道,对SPLCV的发生、分布、分子特征和流行病学等方面进行了较全面的综述,同时指出存在问题并加以讨论。鉴于SPLCV对全球甘薯生产的威胁日益加剧,本研究可为监控甘薯曲叶病害提供理论依据。     

四倍体马铃薯抗卷叶病毒的分子标记开发及性状关联分析

病毒病是马铃薯生产中的主要病害之一,侵染马铃薯的病毒中,影响较为严重和发生较为普遍是卷叶病毒(potato leaf roll virus,PLRV)引起的卷叶病。本研究通过田间性状调查得到50株马铃薯‘合作88’自交F2代抗PLRV性状分离群体,首先利用DAS-ELISA明确侵染病毒的类型,随机选取5株抗病群体和5株感病群体,通过Illumina 2X覆盖度重测序,随后以马铃薯双单倍体DM为参考基因组进行单倍体组装和注释。通过基于Perl语言下的MISA程序进行全基因组SSR挖掘和比对,共筛选出277个与抗卷叶病相关的特异性SSR标记;接下来随机选取180个SSR标记并设计引物,PCR扩增后通过LabChip GX Touch检测得到232个等位位点,其中多态性位点152个,基于Minimum-Evolution的聚类分析发现,在遗传相似性系数为0.80时,能把抗PLRV两个性状分离群体区分。利用JoinMap 4.0构建了‘合作88’抗PLRV连锁的遗传图谱;遗传图谱共包含8个连锁群,总长度为2684.3 cM,标记间平均距离11.57 cM。最后用TetraploidMap检测到5个与抗卷叶病相关的QTL,其遗传贡献率分别为4.31%、8.70%、10.89%、13.52%、7.82%。基于mapping的单倍体测序数据,5个QTL分别被定位于第Ⅹ号、Ⅲ号、Ⅰ号、Ⅷ号、Ⅸ号染色体。本研究可为高通量开发马铃薯抗卷叶病分子标记提供技术参考,也可为精细定位马铃薯优良性状相关基因提供理论依据。     

甘薯病毒病检测技术研究进展

简要概述了侵染甘薯的羽状斑驳病毒(SPFMV)、潜隐病毒(SPLV)、轻斑驳病毒(SPFMMV)、退绿矮缩病毒(SPCSV)、脉花叶病毒(SPVMV)等10余种病毒种类;着重综述了检测甘薯病毒常用的生物学、血清学、分子生物学等几种主要检测技术的原理和特点。生物学方法是依据病毒侵染后在甘薯或指示植物上的外观症状进行识别,但检测速度慢,易受季节限制;血清学技术是利用病毒外壳蛋白的抗原性,据特异性的抗体抗原免疫学反应检测病毒存在,但制备抗血清需时间长,对含量少和无蛋白外壳的病毒无法检测;分子生物学方法是以核酸为基础,通过检测病毒核酸来证实病毒的存在,该技术具有灵敏度高、特异性强、适应范围广等特点。     

甘薯病毒多重RT-PCR检测方法的建立

为了快速进行甘薯病毒田间检测和脱毒苗诊断,该研究建立了一个能够同时检测SPCSV、SPLV和SPFMV这3种病毒的多重RT-PCR检测方法。根据GenBank公示的甘薯病毒基因序列来设计3种甘薯病毒的引物,分别对模板浓度、退火温度、Mg2+浓度和循环次数进行优化,同时对模板浓度进行10倍梯度稀释,检测多重RT-PCR灵敏度。结果显示,模板浓度为19 ng/μL、退火温度为52℃、Mg2+浓度为0 mmol/L、循环次数为40次时,可以同时扩增出大小为276 bp、570 bp、425 bp三种病毒的基因片段,多重RT-PCR检测灵敏度为10-4,单一RT-PCR检测灵敏度为10-3,多重RT-PCR检测灵敏度是单一RT-PCR的10倍。该研究使用优化的多重RT-PCR检测技术可获得稳定、灵敏、准确、高效地和同时地检测田间复合侵染的3种甘薯病毒。     

甘薯种苗的脱毒与快繁技术

甘薯(Ipomoea batatas L. Lam)系旋花科,属于1年生植物.我国近年来甘薯种植面积达到666.7万hm2,占全世界种植面积的80%以上.甘薯是一种杂种优势作物,但采用营养繁殖导致甘薯病毒蔓延,致使产量和质量降低.病毒病已成为我国甘薯生产的最大障碍之一.侵染甘薯的病毒有十余种,受侵染的植株症状为:叶皱卷、花叶、黄花、羽状斑驳或环斑;地上部分长势弱,结薯少,薯块小,皮色淡,表皮粗糙、龟裂;种性退化,品质和产量降低.甘薯病毒目前尚无药可治,其潜在威胁很大.茎尖培养是目前防治甘薯病毒病的最有效方法.现介绍如下:     

建兰花叶病毒和齿兰环斑病毒的检测技术及脱毒方法研究进展

为了弄清目前建兰花叶病毒(CymMV)和齿兰环斑病毒(ORSV)病毒检测和脱毒的研究概况,本研究详细阐述了2种病毒的检测方法、采用的脱毒技术和脱毒效率,分析比较了不同技术存在的弊端,指出现有的脱毒方法已不能满足兰科植物脱毒研究的需要。在此基础上,进一步提出应采用安全、可靠的新型脱毒技术来解决目前兰科植物产业瓶颈问题。超低温脱毒技术是近年来发展迅速的脱毒技术,具有独特优势,目前已在多种植物上成功应用,该方法的应用有望解决2种病毒脱毒方面存在的问题。     

Diallel analysis of sweetpotatoes for resistance to sweetpotato virus disease

Sweetpotato virus disease (SPVD) is due to the dual infection and synergistic interaction of Sweetpotato feathery mottle potyvirus (SPFMV) and Sweetpotato chlorotic stunt crinivirus(SPCSV), and causes up to 98% yield loss in sweetpotato in East Africa. This study was conducted to determine the inheritance of resistance to SPVD in sweetpotato and to estimate the nature of genetic variance. Ten parental clones varying in reaction to SPVD were crossed in a half diallel mating design to generate 45 full-sib families. The families were graft-inoculated with SPCSV and SPFMV to induce SPVD and evaluated for resistance in a randomized complete block design at two sites in Namulonge, Uganda during 1998–2000. In serological assays for SPFMV and SPCSV,resistance to symptom development and recovery from initial systemic SPVD symptoms, characterised resistant genotypes. Genetic component analysis showed significant effects for both general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) for resistance to SPVD. GCA to SCA variance component ratios were large (0.51–0.87), hence GCA effects were more important than SCA effects. Resistant parents exhibited high GCA indicating that additive gene effects were predominant in the inheritance of resistance to SPVD and recovery. Narrow-sense heritability (31–41%) and broad-sense heritability (73–98%) were moderate to high, indicating that rapid genetic gains for SPVD resistance could be accomplished by mass selection breeding techniques. Two genotypes, New Kawogo and Sowola, had high negative GCA effects and had several families in specific crosses,which exhibited rapid recovery from SPVD,and are promising parents for enhancement of SPVD resistance and recovery. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

马铃薯A病毒液相芯片快速检测方法的建立

旨在建立可检测马铃薯A病毒(Potato virus A,PVA)的液相芯片快速检测技术,用Primer Premier 5.0软件对GenBank中PVA核苷酸序列进行分析,设计其特异性探针并用生物素标记。探针偶联荧光编码微球后与PVA的PCR产物杂交反应,用液相芯片检测仪检测荧光信号。结果显示该法具有较好的特异性,不与侵染马铃薯的番茄黑环病毒(Tomato black ring virus,TBRV)、马铃薯纺锤块茎类病毒(Potato spindle tuber viroid,PSTVd)、马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)及番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)反应;检测灵敏度约为10 pg/μL总RNA。该方法可用于PVA的快速检测。     

Identification of molecular markers associated with sweet potato resistance to sweet potato virus disease in Kenya

Sweet potato virus disease (SPVD), a result of the co-infection of whitefly transmitted Sweet potato chlorotic stunt virus (genus Crinivirus, family Closteroviridae) and the aphid transmitted Sweet potato feathery mottle virus (genus Potyvirus, family Potyviridae), is the most destructive disease of sweet potato in East Africa. A study was conducted to establish if genotypes identified as resistant or susceptible to SPVD in Kenya could be distinguished using molecular markers. A total of 47 unrelated sweet potato genotypes were selected from germplasm collections and classified into two phenotypic groups as resistant or susceptible to SPVD. Genotype selection was based on disease severity or days to symptom development in plants following graft inoculation. Amplified fragment length polymorphism (AFLP) marker profiles were generated for each individual and used in association studies to identify markers suitable for classifying the two pre-defined phenotypic groups. Analysis of molecular variance showed significant (P < 0.002) variation between the two groups using 206 polymorphic AFLP markers. Discriminant analysis and logistic regression statistical methods were used to select informative markers, and to develop models that would classify the two phenotypic groups. A training set of 30 genotypes consisting of 15 resistant and 15 susceptible were used to develop classification models. The remaining 17 genotypes were used as a test set. Four markers, which gave 100% correct classification of the training set and 94% correct classification of the test set, were selected by both statistical methods.     

双重检测马铃薯X和Y病毒试纸条制备技术研究

为了实现在马铃薯种薯生产田现场同时快速检测马铃薯X（PVX）和Y病毒（PVY）,利用胶体金标记和免疫层析技术研制了PVX-PVY双重检测试纸条。采用柠檬酸三钠还原法制备胶体金溶液,在波长526nm处有最大吸收值,金颗粒直径约25nm。同时标记PVX和PVY兔多克隆抗体,将抗体标记物喷射于玻璃纤维纸上,作为金标垫。将PVX和PVY抗体分别划线于硝酸纤维素膜上作为检测线,将羊抗兔抗体划线于硝酸纤维素膜上作为质控线,制备胶体金试纸条。结果表明,研制的双重试纸条能够在2min之内同时检出PVX和PVY。PVX病汁液检测稀释限度可达10⁶倍（W/V）,PVY可达10⁵倍（W/V）,其中对PVX检测更灵敏。用其他4种常见病毒（PVS、PLRV、PVA和PVM）检测,未出现交叉反应。在田间采集马铃薯叶片,分别利用试纸条与DAS-ELISA检测,结果一致性非常高。由此可知,该试纸条具有操作简便、反应快捷的特点,特别适用于田间及口岸一线对于马铃薯X和Y病毒的同时检测。     

甘薯病毒G(SPVG)外壳蛋白基因的克隆、表达及其抗血清的制备

根据已报道的甘薯病毒G(Sweet Potato Virus G ,SPVG)外壳蛋白（CP）基因的核苷酸序列合成引物,利用RT-PCR方法克隆了SPVG河南分离物（SPVG-HN）的CP基因,序列分析表明,SPVG-HN CP基因由1065个核苷酸组成（GenBank登录号为DQ399861）,编码355个氨基酸残基。与GenBank中Egypt1(AJ515380)、LSU-1(AY178991)和LSU-3(AY178990)分离物的核苷酸序列相似性为98%左右,与中国广东分离物SPVG-CH（X76944）和SPVG-CH2（Z83314）的相似性分别为98.1%和85.5%。将CP基因克隆到原核表达载体pET-30a（+）上,SDS-PAGE分析表明,经IPTG诱导, CP基因在大肠杆菌BL21(DE3) pLysS中得到了高效表达。以表达的蛋白为抗原,免疫家兔,制备了SPVG外壳蛋白的特异性抗血清。间接ELISA检测结果表明,制备的抗血清可用于田间甘薯样品的检测。     

甘薯病毒病防控措施研究进展与展望

甘薯病毒病是甘薯生产中面临的严重威胁,对我国甘薯产业的发展具有极大的危害。目前,生产上常用的防控甘薯病毒病的措施有切断病毒传染源、杀灭病毒传播的生物介质、脱毒甘薯的培养及应用、抗病毒制剂的使用、抗病毒育种、弱毒株系交叉保护等。综述了甘薯病毒病的防控措施、抗病虫农药的发展、抗病毒新品种的培育,及其应用前景。