番茄花葉病毒ToMV
日期:2023-12-18 09:57:04
番茄花葉病毒(Tomato mosaic virus,簡(jiǎn)稱(chēng)ToMV)最早于1909年在美國(guó)被報(bào)道,是一種具有全球分布的植物病毒,可對(duì)各種作物造成嚴(yán)重?fù)p害[1]。那么,番茄花葉病毒究竟是什么?
在本文中,我們將描述ToMV的結(jié)構(gòu)、傳播、感染癥狀,并與煙草花葉病毒進(jìn)行比較,為預(yù)防和治療這種植物病害提供合理建議。
1. 番茄花葉病毒的定義
番茄花葉病毒(Tomato mosaic virus,簡(jiǎn)稱(chēng)ToMV)是一種屬于Virgaviridae家族、Tobamovirus屬的正鏈單鏈RNA病毒。它是一種具有全球分布的植物病毒,擁有廣泛的寄主范圍,不僅可以感染茄科植物、十字花科植物等蔬菜作物,還能感染花卉和幼苗等。ToMV引起了許多重要農(nóng)作物的花葉病,特別是對(duì)全球茄子產(chǎn)量造成了威脅。
2. 番茄花葉病毒的結(jié)構(gòu)
番茄花葉病毒呈桿狀結(jié)構(gòu),長(zhǎng)約300nm,半徑約18nm。其基因組編碼了四種不同的蛋白質(zhì):180kDa的RNA依賴(lài)性RNA聚合酶、130kDa的甲基轉(zhuǎn)移酶/螺旋酶、30kDa的移動(dòng)蛋白(MP)和18kDa的外殼蛋白(CP)[2]。130KDa和180KDa蛋白質(zhì)由基因組RNA編碼,并參與病毒的復(fù)制。MP和CP蛋白則由各自的亞基基因mRNA翻譯而來(lái),參與病毒的包裝和傳播。研究表明,番茄花葉病毒顆粒非常穩(wěn)定,在提取后多年內(nèi)仍具有傳染性。
圖1. ToMV-Hel和Tm-1(431)配合物的晶體結(jié)構(gòu)
*圖片來(lái)自http://www.naro.affrc.go.jp/archive/nias/eng/research/h26/nias2014e-04.htm
ToMV和煙草花葉病毒(TMV)在Tobamovirus屬中密切相關(guān),都是通過(guò)植物間的機(jī)械手段傳播。它們基于遺傳、蛋白質(zhì)和寄主范圍的差異來(lái)進(jìn)行區(qū)分。
3. 番茄花葉病毒的傳播
番茄花葉病毒是一種特別穩(wěn)定的病毒,在土壤或其他基質(zhì)中可以存活數(shù)年,尤其是在被消毒的殘留葉片和根系中,這是病毒傳播和傳播的主要來(lái)源[3]。它主要通過(guò)機(jī)械摩擦傳播,種子、葉片和根系殘?jiān)矓y帶著病毒[3]。番茄花葉病毒還可以附著在咀嚼昆蟲(chóng)或動(dòng)物的口器上。然而,番茄花葉病毒沒(méi)有真正的昆蟲(chóng)媒介。種子是番茄花葉病毒遠(yuǎn)距離傳播的主要因素。感染的種子可以將病毒傳給植物,但通常是通過(guò)人類(lèi)活動(dòng)引入和傳播的。病毒可以很容易地從工人的污染手、工具和衣物轉(zhuǎn)移到植物上,通過(guò)植物捆扎、修剪芽、收獲等操作,導(dǎo)致受感染的植物在行間被頻繁分布成行。
4. 番茄花葉病毒感染的癥狀
番茄花葉病毒可以在植物的任何生長(zhǎng)階段和任何部位引發(fā)病情。不同的感染部位可能表現(xiàn)出不同的癥狀。這些癥狀的強(qiáng)度與株系的性質(zhì)、品種、感染植物的年齡、溫度、光照強(qiáng)度以及氮和硼土壤含量等有關(guān)[4]。
番茄花葉病毒主要危害植物的葉片、莖和果實(shí)[4]。受感染植物的葉片呈現(xiàn)出黃色和綠色,具有馬賽克和斑駁的外觀。有時(shí),葉片會(huì)萎縮。嚴(yán)重感染的植物可能會(huì)呈現(xiàn)出蕨類(lèi)植物的形態(tài),某些區(qū)域的葉片變得深綠色且隆起。莖和卷須上會(huì)有深褐色斑塊,但變色僅限于表皮組織,而不深入莖內(nèi)。一些植物也會(huì)感染果實(shí)。果實(shí)表面可能有黃色或棕色條紋,稍微凹陷,皮下就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部褐化,降低果實(shí)的數(shù)量和大小。感染番茄花葉病毒的幼苗可能會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)遲緩和矮小。在寒冷溫度下,癥狀可能會(huì)受到抑制。因此,感染的幼苗可能在轉(zhuǎn)移到溫暖環(huán)境后才顯示癥狀。
5. 控制番茄花葉病毒感染
番茄花葉病毒是嚴(yán)重影響番茄產(chǎn)量和栽培的主要因素之一。因此,已經(jīng)提出了幾種綜合控制措施來(lái)應(yīng)對(duì)番茄花葉病毒[4][5]。
5.1 種植抗病毒品種
有幾個(gè)抗番茄花葉病毒的番茄品種。研究發(fā)現(xiàn),含有Tm-22基因的番茄可以特異性地抵抗ToMV的不同株系,包括ToMV-0、ToMV-1和ToMV-2。
5.2 使用認(rèn)證的無(wú)病毒種子
番茄花葉病毒通過(guò)植物間的有性繁殖、嫁接和種子傳播。確保種植的任何種子都是無(wú)病毒的至關(guān)重要。這可以阻止番茄花葉病毒通過(guò)機(jī)械活動(dòng)傳播到健康的植物。
5.3 采取健全的衛(wèi)生措施
衛(wèi)生是控制番茄花葉病毒時(shí)最重要的措施。工具和受感染的材料應(yīng)該經(jīng)過(guò)仔細(xì)的清潔和消毒。在處理植物之前和之時(shí)用肥皂和水洗手,以減少植物之間的潛在傳播。銷(xiāo)毀任何看起來(lái)萎縮或變形的幼苗,然后對(duì)工具和雙手進(jìn)行消毒。保持番茄周?chē)膮^(qū)域雜草清除,避免病毒滋生。還要控制昆蟲(chóng),以減少污染的可能性。
6. 與番茄花葉病毒相關(guān)的產(chǎn)品
番茄花葉病毒對(duì)作物的影響相當(dāng)顯著。因此,科學(xué)家一直在研究番茄花葉病毒,尋找更有效的解決方案來(lái)預(yù)防或控制其感染。為了促進(jìn)番茄花葉病毒的研究,CUSABIO已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種相關(guān)產(chǎn)品,包括ToMV的MP和CP蛋白。
參考文獻(xiàn):
[1] Hollings, M. & Huttinga, H. 1976. Tomato mosaic virus [J]. CMI/AAB Descr. Pl. Viruses 156: 6 pp.
[2] Meshi, T., Y. Watanabe, and Y. Okada. 1992. Molecular pathology of tobacco mosaic virus revealed by biologically active cDNAs [J], p. 149-186. In T. M. A. Wilson and J. W. Davies (ed.), Genetic engineering with plant viruses. CRC Press, Inc., Boca Raton, Fla.
[3] Broadbent L, 1961. The epidemiology of tomato mosaic. I [J]. A review of the literature. Report of the Glasshouse Crops Research Institute for 1960, 96-116.
[4] Chamberlain EE, 1934. Tomato mosaic. Its appearance, cause and preventative treatment [J]. New Zealand Journal of Agriculture, 55:163-174.
[5] Broadbent L, 1976. Epidemiology and control of tomato mosaic virus [J]. Annual Review of Phytopathology, 14:75-96.
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