番茄黄化曲叶病及其抗病育种研究进展

番茄黄化曲叶病(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)是世界范围内流行的一种毁灭性的病毒病,已成为世界番茄生产的限制性因素.近年来番茄黄化曲叶病在中国呈现逐年加重,自南向北迅速蔓延的趋势,已对中国番茄种植业造成极其严重的损失.防治该病的主要措施是培育抗病品种.为了更好地控制病害,文章对番茄黄化曲叶病毒的分类、抗性病鉴定方法、抗源筛选及遗传规律、抗性基因定位及标记辅助育种、基因工程等方面的研究进展进行了综述,以期为中国番茄黄化曲叶抗病育种工作提供一些信息,同时对抗性基因的应用和聚合育种进行了讨论和展望.     

新疆发生番茄黄化曲叶病毒病

[目的]病毒病是导致农作物遭受重大损失的毁灭性病害.2011年新疆喀什地区设施番茄暴发病毒病,采集病样,鉴定病毒种类和调查发生为害情况.[结果]经专家鉴定,确定致病病毒为番茄黄化曲叶病毒,该病毒可在番茄、辣椒、茄子、曼陀罗、苘麻和龙葵等上寄生,8月20日至9月25日定植的番茄发病率达50;～ 100;,8月中旬之前定植的番茄有个别病株,10月初以后定植的番茄发病率为6;～40;.[结论]新疆喀什地区暴发的番茄病毒病病原为番茄黄化曲叶病毒.     

番茄黄化曲叶病毒病的发生与防治

番茄黄化曲叶病毒病流行范围广,防治难度高。为了能更有效地预防番茄黄化曲叶病毒病的发生,笔者对番茄黄化曲叶病毒病的症状、预防及防治措施进行了总结。     

番茄抗黄化曲叶病育种研究进展

 番茄黄化曲叶病是一种毁灭性病害,该病是世界许多地区番茄生产的重要限制因素。该病害在田间由烟粉虱传播,由于不同地区的番茄黄化曲叶病毒变异较大,这使番茄抗番茄黄化曲叶病育种进展很慢。本文从番茄黄化曲叶病毒的检测与防治、番茄抗源材料的筛选与抗性鉴定、抗番茄黄化曲叶病基因及其分子标记等几个方面论述了目前国内外的研究现状,并就存在的问题及未来研究方向进行了讨论。     

和田地区设施番茄抗黄化曲叶病毒病的比较试验

为筛选出和田地区设施番茄高抗黄化曲叶病毒病品种,为设施番茄黄化曲叶病毒病的防治及抗病品种的选择提供依据。结果表明,供试品种均发现不同程度的黄化曲叶病毒侵染,番茄品种间株高、茎粗和叶片数随着黄化曲叶病毒发病率和病情指数的增加而呈下降趋势。叶绿素相对含量(SPAD值)、叶片净光合速率(P_n)和产量以特美特36号最高,与优拉578和东风199差异不显著,但显著高于其他处理。品种戴安娜、优拉578、东风199、澳粉1号、芬娜和艾利斯相对抗病指数为0.86～0.99,为高抗品种。从抗病性、植株性状、叶片光合参数和产量等指标进行综合分析,以品种特美特36号、东风199和优拉578表现较好,可作为新疆和田地区设施秋茬番茄抗黄化曲叶病毒病首选品种。     

抗番茄黄化曲叶病毒病番茄新品种引种试验

引种试验结果表明:在引进的4个番茄品种中,TY101、TY102、TY103抗番茄黄化曲叶病毒病效果好,而苏粉9号不具有抗病性。在3个抗病品种中,TY101植株长势强,产量最高,果实大小适合当地市场需求。因此,TY101适合在江苏徐州地区种植推广。     

番茄黄化曲叶病毒病发生蔓延与防治

近些年来,番茄黄化曲叶病毒(TyLCV)病在全国迅速蔓延,对我国的番茄产业产生了严重影响。对该病流行情况、病原种类、特征及其发病症状进行了描述,针对性地提出了一些预防措施,以防止该病在陕西的蔓延。     

番茄黄化曲叶病毒病抗性鉴定与遗传分析

以抗病亲本P2(161-2-3-3-5-2-2-10)和感病亲本P1(9905-3-4-3-2-1-4-1-0) 为材料,通过有性杂交、自交和回交,获得P₁,P₂,F₁,F₂,BC_1P1和BC_1P2等6个世代的番茄材料,并以番茄黄化曲叶病毒为毒源, 进行苗期人工接种和大田自然发病鉴定,以探讨抗源对黄化曲叶病毒病的抗性遗传规律。结果表明,在接种20 d左右,感病植株开始发病,接种30 d后感病植株已充分发病;田间植株在开花结果期时,感病植株大部分花穗凋萎,结果稀少。各世代抗感植株均表现出规律性分布;卡方测验结果表明, 抗源材料P₂对黄化曲叶病毒的抗性表现为单基因显性。     

不同番茄材料黄化曲叶病毒病抗性评价及抗性基因检测

以15份自育的无限生长型番茄材料为试材,抗番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV)品种‘齐达利’和感病品种‘Money Maker’(MM)为对照,采用苗期农杆菌接种法,研究接种黄化曲叶病毒后的病情指数,幼苗叶片防御酶活性的变化,不同基因型番茄材料的抗性水平。结果表明:853、857、867表现为免疫;817、842表现为高抗;805、818、819、820、841表现为中抗;801、802、803、822为感病。853、857、867的防御酶(PAL、PPO、POD)活性在发病初期均达到峰值,且整体高于其他接种材料,其他接种材料酶活性峰值则出现较晚。含抗性基因的接种材料均表现出不同程度的抗性,含有纯合 Ty-1和 Ty-3基因的853、857、867对TYLCV抗性更高。经综合评价,853、857、867可作为抗番茄黄化曲叶病毒病的优良番茄材料,817、842可作为备选材料。     

番茄黄化曲叶病毒病的防治

陕西清涧位于陕晋大峡谷西岸,延安、榆林交界及无定河、黄河交汇处。地处东经109°55′27″~110°38′50″、北纬36°57′30″~37°25′之间,东西长95千米,南北宽55千米。属于温带大陆性季风干旱气候,年均气温10℃,年降雨450毫米,无霜期200天,属于典型的丘陵沟壑区,全县现有日光温室3700亩、1300座。     

不同种质番茄材料抗番茄黄化曲叶病毒病特性研究

以不同种质番茄为实验材料,利用苗期农杆菌接种法接种番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus, TYLCV),采用实时定量PCR和生理生化方法评价对TYLCV的抗性,统计分析不同抗性番茄材料不同发病时期的表型特征、带毒率、抗氧化酶活性、总酚与类黄酮含量及抗性基因表达量的变化情况,并分析各抗性指标之间的关系。结果表明,番茄材料带毒率为100%;853没有任何感病症状,802与803感病最为严重;抗氧化酶活性、总酚与类黄酮含量及抗性基因表达量在各时期均较高的有867、857、853,817与842次之,803最低。SOD活性、CAT活性、APX活性、总酚含量、类黄酮含量、Ty-1基因、Ty-2和Ty-3基因的表达量相互之间均呈极显著正相关(总酚与Ty-1之间为显著正相关,P<0.01)。番茄植株感染TYLCV后,Ty-1的表达相比于其他抗病基因具有延迟性。综合分析筛选出867、857、853三种抗病性较强的材料,植株体内的抗性基因、抗氧化酶、总酚与类黄酮之间呈正相关,共同提高了番茄植株对TYLCV的抗性。     

番茄黄化曲叶病毒安徽分离物的基因组结构特征及变异分析

利用滚环扩增（RCA）技术从安徽淮北番茄温室表现曲叶症状的番茄上获得番茄黄化曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus, TYLCV）的2个分离物全基因组。 2个TYLCV DNA-A核苷酸序列全长均为2 781 nts,共编码6个ORF。序列比对结果表明,2个TYLCV安徽分离物DNA-A核苷酸序列同源性为99.7%,与已报道的国内外其他24个TYLCV各分离物同源性高达97.8% ~ 99.9%。系统进化分析显示,TYLCV安徽分离物与来自吉林、沈阳、天津、邯郸和山东的5个TYLCV分离物亲缘关系最近。     

安徽淮北番茄曲叶病的病原鉴定初报

采用分子手段鉴定了安徽淮北番茄曲叶病的病原.从安徽淮北番茄温室采集番茄叶片样本,用CTAB法从番茄叶片中提取总DNA.利用简并引物PA、PB进行PCR扩增,从大部分样本中扩增出双生病毒500 bp特异性条带.将扩增片段克隆并测序,该片段序列全长541 bp,与我国报道的番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)各个分离物序列相似性均很高,达到95.9%～99.4%,可以初步明确侵染安徽淮北番茄的双生病毒为番茄黄化曲叶病毒(TYLCV).安徽淮北TYLCV 500 bp片段序列与山东TYLCV相似性最高,达99.4%,而且从构建的系统关系树也可以看出,安徽淮北TYLCV与山东TYLCV的亲缘关系最近,推测安徽淮北番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)可能来源于山东.     

RNAi和GroEL介导的双价转基因番茄对TYLCV的抗性

本研究将已构建的SUC2-GroEL和pBI121-AC1-AC2植物表达载体共转化番茄,共获得19株卡那霉素抗性再生植株。经过PCR和RT-PCR检测,初步获得转SUC2-GroEL载体的阳性植株5株,转pBI121-AC1-AC2载体的阳性植株3株以及转SUC2-GroEL/pBI121-AC1-AC2双载体的阳性植株2株。利用TYLCV侵染性克隆农杆菌注射接种法对T0代转基因阳性植株进行抗性鉴定,获得抗TYLCV的转基因植株7株。对T0代未扩出病毒条带的T1代植株进行抗性鉴定,结果发现转SUC2-GroEL、pBI121-AC1-AC2、SUC2-GroEL/pBI121-AC1-AC2不同载体的株系植株中平均带毒率依次是35%、25%和15%,推断转双基因的植株的抗病能力优于转单个基因植株的抗病能力。     

间作对番茄黄化卷叶病毒病发生的影响

番茄黄化卷叶病毒的流行危害引起番茄产量大幅度下降，番茄间作其它作物，可减轻媒介昆虫传毒，是综合防治番茄黄化卷叶病毒的有效方法之一。番茄间作黄瓜、玉米、菜用大豆、黄秋葵、红薯后对发病情况及白粉虱虫口密度的影响试验结果表明，定植58d后，病害发生达高峰期；白粉虱成虫迁飞高峰在1月份，1月中旬至2月中旬白粉虱幼虫虫口密度最大；定植后37、47、58、78d，不同间作作物上白粉虱幼虫虫口密度有显著或极显著差异；黄瓜、菜用大豆是白粉虱偏爱的寄主植物；番茄间作菜用大豆、玉米、红薯、黄瓜对番茄黄化卷叶病毒有一定防效。     

TYLCV山东分离物株系分化及侵染性克隆的构建

对2012~2014年山东省96份感番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)样品进行特异性检测,发现有94份样品感染TYLCV,有2份样品感染番茄卷叶病毒(To LCV)。对该94份样品进行全序列克隆和序列测定,共分离出13份TYLCV株系,经核苷酸序列相似性分析和系统进化树构建,明确侵染我国山东地区的TYLCV为TYLCV-IL株系,且3年间爆发于山东省内的TYLCV株系的DNA组分并未发生大变异。遂构建山东寿光TYLCV株系侵染性克隆,经致病性验证,具有较好的侵染率,为番茄抗Ty育种提供稳定的毒源筛选压力。     

福州番茄黄化曲叶病毒的全基因组结构特征

为明确引起福建省福州市长乐地区番茄上曲叶症状的病原,提取样品总DNA,利用简并引物PA/PB进行PCR扩增,从10个样品中均可扩增到500 bp左右的特异条带.NCBI BLAST序列比对表明,该序列与番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)核苷酸序列相似性最高,达99.0%.再根据已知500 bp序列设计1对反向引物,扩增TYLCV分离物Fz01全基因组近全长,克隆并测序.经序列拼接发现,TYLCV分离物Fz01基因组全长2781 nts(KP685598),与已报道的TYLCV其他各分离物相似性均在89.3%以上,而与来自中国不同地区的TYLCV分离物的相似性均在98.7%以上.因此,Fz01属于TYLCV的一个分离物.     

LeHT1、Permease基因在抗、感番茄黄化曲叶病番茄中的表达特征

选用分别含有抗番茄黄化曲叶病(TYLCD)基因Ty-1、Ty-2和Ty-3的3种抗病番茄材料(分别简称TY-1、TY-2和TY-3)和感病番茄品种(苏粉9号),利用携带TYLCV的烟粉虱对所选番茄材料幼苗接种病毒,从核酸水平检测抗病品系和感病品种的病毒侵入时间差异,并检测接种病毒前后己糖转运基因(LeHT1)和透性蛋白基因(Permease)在转录水平上的表达量变化。结果显示,感病品种与抗病品系TY-2在接种第2 d便检测到病毒,抗病品系TY-1和TY-3分别在3 d、15 d检测到病毒,说明病毒侵入时间早晚与番茄的抗病性没有直接关系。感病品种和抗病品系TY-1分别在接种后7 d、20 d有明显的发病症状,抗病品系TY-2和TY-3整个生育期均无发病症状。感病品种接种前LeHT1无明表达,接种后随时间增加表达量先上升后下降;抗病品系TY-2、TY-3在接种前有较高的表达量,接种后随时间增加呈下降趋势,抗病品系TY-1在接种后5 d时降至最低,随后稍有增加。接种后,Per-mease基因在感病品种中表达量显著提高,7 d后略有降低;抗病品系TY-1的Permease基因表达量先降低,15 d时表达量回升;抗病品系TY-2的Permease基因在接种后的表达量增加;抗病品系在TY-3中,Permease基因在接种前后表达水平变化不大,直至15 d时略有升高。接种前、后LeHT1和Permease基因在不同抗病材料和感病材料中具有不同的表达特征,表明不同抗源可能含有不同的抗病信号通路和抗病机制。     

番茄黄化曲叶病毒辽宁葫芦岛分离物的检测和序列分析

采用已报道的菜豆金色花叶病毒属的通用引物PA/PB,从辽宁葫芦岛地区的3份番茄样品中扩增到Begomoviruses的保守区域,获得3个长度约500 bp的克隆序列,同源性为99.58%.DNA-A全基因组序列分析结果显示,3份样品DNA-A全长均为2 781 bp(分别命名为LNhud1、LNhud2和LNhud3分离物),具有典型双生病毒结构,与番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)山东分离物(TYLCV-[CN:SD:SDWF-L7:12],KC999850)的核苷酸同源性最高(99.6%).根据双生病毒分类标准,认为LNhud1、LNhud2和LNhud3是TYLCV的辽宁分离物.系统关系树表明,这3个分离物属于TYLCV-Isreal株系.