西番蓮花葉病研究及防治方法的進(jìn)展

葉 婷，郭 鶯，鄭國華，況建家，張文珠，明艷林

(1.福建省亞熱帶植物研究所/福建省亞熱帶植物生理生化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廈門市亞熱帶植物生理生化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建廈門 361006；2.廈門華僑亞熱帶植物引種園/廈門市植物引種檢疫與植物源產(chǎn)物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建 廈門361002；3.集美大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，福建 廈門 361021)

西番蓮Passiflora edulis是西番蓮科Passifloraceae西番蓮屬植物，又名百香果、雞蛋果、巴西果等，多年生常綠攀緣木質(zhì)藤本，因含有超過135種芳香物質(zhì)被稱為“果汁之王”[1]。西番蓮原產(chǎn)于巴西至阿根廷一帶，在南美、南非、東南亞各地區(qū)有栽培，現(xiàn)廣泛種植于熱帶、亞熱帶地區(qū)[2]。我國于20世紀(jì)初在臺灣省大面積種植，80年代引進(jìn)大陸。目前，福建、廣東、廣西、海南等地區(qū)均是西番蓮主產(chǎn)區(qū)[3]。

隨著西番蓮新品種推廣及種植面積擴(kuò)大，病毒病害成為危害西番蓮種植、制約增產(chǎn)的重要因素。病毒病害常造成西番蓮葉片花葉、畸形，果實(shí)畸形、木質(zhì)化以及植株畸形、矮化[4]。從國內(nèi)外已鑒定的病原來看，侵染西番蓮屬植物的病毒共有20余種，約9個(gè)屬[5]?；ㄈ~病是最主要的西番蓮病毒病害之一，癥狀主要表現(xiàn)為葉片出現(xiàn)黃綠相間的斑駁、黃斑塊等花葉癥狀，植株長勢變?nèi)酰『?yán)重可導(dǎo)致果實(shí)畸形，嚴(yán)重降低產(chǎn)量[5]。引起西番蓮花葉病的主要病毒有黃瓜花葉病毒屬Cucumovirus病毒、馬鈴薯Y病毒屬Potyvirus病毒、雙生病毒屬Geminivirus病毒等。本文綜述西番蓮花葉病分布及癥狀識別特征，系統(tǒng)闡述其病原病毒的生物學(xué)特性及傳播途徑，并針對性地提出西番蓮花葉病的綜合防治策略，為研究花葉病發(fā)病機(jī)制提供參考。

1 西番蓮花葉病

1.1 西番蓮花葉病分布

西番蓮花葉病在世界范圍內(nèi)均有發(fā)生。最早在澳大利亞、南非等地區(qū)發(fā)現(xiàn)花葉斑駁癥狀的西番蓮葉片[6—7]；1983～1986年，在巴西發(fā)現(xiàn)花葉皺縮癥狀的西番蓮植株，首次發(fā)現(xiàn)黃化花葉的西番蓮植株[8]，2006年發(fā)現(xiàn)西番蓮植株葉片明顯花葉黃化、數(shù)量減少，同時(shí)果實(shí)變形[9]；日本報(bào)道了一種馬鈴薯Y病毒屬能引起西番蓮花葉且果實(shí)斑點(diǎn)[10]；美國佛羅里達(dá)州發(fā)現(xiàn)類似煙草花葉病毒屬Tobamovirus病毒引起的花葉斑駁癥狀[11]；在秘魯，Song等[12]證實(shí)此類花葉斑駁癥狀是由煙草花葉病毒屬病毒侵染引起；2014年，泰國發(fā)現(xiàn)西番蓮葉片及果實(shí)嚴(yán)重花葉，經(jīng)證實(shí)為夜來香花葉病毒(Telosma mosaic virus, TeMV)侵染所致[13]；德國學(xué)者發(fā)現(xiàn)觀賞型西番蓮全株葉片的斑駁，一般為西番蓮潛隱病毒(Passiflora latent virus, PLV)侵染所致[7]。

我國先后在廣東、福建、海南等地區(qū)發(fā)現(xiàn)西番蓮花葉植株[14—16]。鄭冠標(biāo)等[14]最早報(bào)道了廣東地區(qū)西番蓮花葉病癥狀；徐平東等[17]對福建地區(qū)引起西番蓮環(huán)斑花葉病的病毒病原進(jìn)行鑒定，確定為黃瓜花葉病毒屬病毒；丁銘等[18]、謝麗雪等[19]采集了福建地區(qū)大量的花葉、皺縮病株樣本，并檢測到了馬鈴薯Y病毒屬病毒的存在；在中國臺灣，Chiang等[20]發(fā)現(xiàn)被病毒侵染的西番蓮植株表現(xiàn)出明顯的花葉褪綠斑駁和畸形。

1.2 花葉病癥狀識別

花葉病一般由植物病毒引起，癥狀表現(xiàn)為葉片出現(xiàn)黃綠相間的斑駁、黃斑塊等花葉癥狀，植株長勢變?nèi)?，?yán)重可導(dǎo)致果實(shí)畸形，降低產(chǎn)量[4]?；ㄈ~病通常會合并其他病毒病害癥狀，如卷曲皺縮、畸形、矮化、木質(zhì)化等，在長勢較弱的西番蓮植株上，也會合并其他病蟲害發(fā)生，如真菌性莖基腐病、細(xì)菌性軟腐病或者螨類病害[21—23]。

不同屬病毒引起的花葉癥狀差別較大，主要表現(xiàn)在：(1)黃瓜花葉病毒屬病毒能夠引起明顯的花葉斑駁，伴有淺黃色斑點(diǎn)或皺縮；(2)馬鈴薯Y病毒屬病毒引起黃化花葉合并皺縮卷曲等癥狀；(3) 煙草花葉病毒屬病毒通常引起塊狀褪綠花葉癥狀、生長點(diǎn)萎縮，不發(fā)新芽；(4) 雙生病毒屬病毒常引起斑駁花葉且合并畸形等癥狀，西番蓮潛隱病毒引起的花葉斑駁癥狀是系統(tǒng)性的。

同屬不同種病毒侵染癥狀也有差異，如馬鈴薯Y病毒屬的西番蓮木質(zhì)化病毒和豇豆蚜傳花葉病毒可引起葉片黃斑、褶皺和變形，并引起果實(shí)的木質(zhì)化及變形[24]；而同屬的東亞西番蓮病毒感染的植株葉片表現(xiàn)花葉褪綠斑點(diǎn)，果實(shí)表現(xiàn)凹陷[10]。

西番蓮品種不同，病毒引起的花葉病癥狀表現(xiàn)有所差別。如紫果西番蓮感染黃瓜花葉病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)后，葉片呈典型花葉，嫩葉上有明顯黃點(diǎn)或黃斑，頂部新抽出嫩葉發(fā)生卷曲；老葉有褪綠及黃化現(xiàn)象；果實(shí)木質(zhì)化；病株矮化，生長不良，花、果明顯減少。黃果西番蓮感染CMV后老葉上有黃化斑點(diǎn)，但果實(shí)無明顯癥狀，病株無明顯矮化現(xiàn)象[17]。

2 主要病原特性

2.1 黃瓜花葉病毒屬病毒

感染西番蓮的黃瓜花葉病毒屬病毒主要為CMV，屬于雀麥花葉病毒科Bromoviridae。CMV為單鏈RNA分子，病毒粒體為等軸對稱的二十面體，直徑28～30 nm，有三個(gè)獨(dú)立的RNA，即RNA1、RNA2、RNA3，每個(gè)RNA單獨(dú)編碼蛋白，其外殼蛋白由RNA3的亞基因組RNA4編碼。研究表明，三條RNA對該病毒侵染都是必須的[25]。CMV寄主范圍廣泛，能侵染1000多種單、雙子葉植物，從不同地區(qū)或不同植物上分離得到的 CMV生物學(xué)特性有差異，因此稱為不同株系，花葉癥狀為不同株系典型的特征[26]。該屬病毒一般由蚜蟲非持久性方式傳播，也可經(jīng)汁液接觸而機(jī)械傳播，少數(shù)可由種子或者土壤傳播[25]。

Anon等[27]首次報(bào)道CMV引起西番蓮花葉病及果實(shí)木質(zhì)化。Teakle等[28]用電鏡方法證實(shí)CMV能感染西番蓮花朵。CMV及馬鈴薯Y病毒屬病毒(豇豆蚜傳花葉病毒的一個(gè)株系)共同侵染西番蓮引起果實(shí)木質(zhì)化[7]。我國先后在廣東、福建、海南等西番蓮病株上檢測到CMV。1987年，廣州最早報(bào)道西番蓮受CMV侵染；1993年從福建西番蓮植株上發(fā)現(xiàn)CMV侵染[14—15]；劉志昕等[16]從海南西番蓮病株上分離獲得一個(gè)病毒分離物，根據(jù)鑒別寄主生物學(xué)反應(yīng)、粒體性質(zhì)和血清學(xué)性質(zhì)鑒定為CMV；徐平東等[17]對福建地區(qū)侵染西番蓮的CMV進(jìn)行病毒亞組鑒定，并分離得到CMV西番蓮分離物的病毒粒子。王海河等[29]運(yùn)用分子生物學(xué)方法克隆得到西番蓮CMV分離物RNA3的cDNA全長序列。

2.2 馬鈴薯Y病毒屬病毒

馬鈴薯Y病毒屬病毒為絲狀病毒，長度680～900 nm，寬度12～15 nm。病毒粒子為正單鏈RNA分子，大約10 000 bp，編碼一個(gè)多聚蛋白。該多聚蛋白包含多個(gè)蛋白，有些形成輪狀的細(xì)胞內(nèi)含體物質(zhì)[30]。該屬病毒常引起花葉、皺縮、木質(zhì)化，分布較廣且造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[31]。主要通過蚜蟲非持久性非循環(huán)傳播，如桃蚜、棉蚜、繡線菊蚜等，傳毒效率因該屬病毒種類和蚜蟲種類而異[32]，同時(shí)該屬病毒也可通過嫁接傳播或刀具、剪刀類機(jī)械傳播。

澳大利亞最早發(fā)現(xiàn)侵染西番蓮的馬鈴薯Y病毒屬病毒——西番蓮木質(zhì)化病毒(Passiflora woodiness virus, PWV)[6,33,34]，但PWV不造成花葉。Iwai等[10]報(bào)道了引起西番蓮花葉及果實(shí)斑點(diǎn)的馬鈴薯Y病毒屬病毒——東亞西番蓮病毒(East Asian Passiflora virus, EAPV)。澳大利亞、印度尼西亞等地西番蓮植株上發(fā)現(xiàn)西番蓮病毒Y(Passiflora virus Y, PaVY)侵染引起的花葉癥狀[35,36]。泰國發(fā)現(xiàn)TeMV侵染西番蓮并造成嚴(yán)重花葉癥狀[13]。丁銘等[18]從田間采集的花葉、皺縮病株樣本中檢測到馬鈴薯Y病毒屬病毒；謝麗雪等[19]檢測到花葉、皺縮癥狀的西番蓮樣品中TeMV的存在，并確定為馬鈴薯Y病毒屬病毒。

2.3 雙生病毒屬病毒

雙生病毒屬病毒是唯一一類具有孿生顆粒形態(tài)的單鏈環(huán)狀DNA病毒，由兩個(gè)環(huán)狀基因組構(gòu)成，即DNA-A和 DNA-B。該屬病毒不能通過汁液或者種子傳播，一般由飛虱傳播，造成的病害多發(fā)生在熱帶和亞熱帶地區(qū)。

Brown等[37]首次報(bào)道觀賞型西番蓮受到白粉虱傳播的雙生病毒屬病毒感染，表現(xiàn)出花葉畸形癥狀。在巴西、哥倫比亞等地病害植株上發(fā)現(xiàn)大戟屬花葉病毒(Euphorbia mosaic virus, EuMV)、西番蓮少葉花葉病毒(Passion little leaf mosaic virus, PLLMV)、西番蓮扭葉病毒(Passion fruit leaf distortion virus,PLDV)[9,38—39]。在臺灣西番蓮‘臺農(nóng)1號’品種上檢測出大戟曲葉病毒(Euphorbia leaf curl virus, ELCV)和廣東番木瓜曲葉病毒(Papaya leaf curl Guangdong virus, PaLCuGdV)，被侵染植株表現(xiàn)出明顯的褪綠花葉和畸形，這是雙生病毒屬病毒在亞洲的首次報(bào)道[40]。

2.4 其他病毒

在美國佛羅里達(dá)州、印度以及秘魯發(fā)現(xiàn)能夠侵染西番蓮的西番蓮花葉病毒(Maracuja mosaic virus,MarMV)，比對結(jié)果表明該分離物為煙草花葉病毒屬病毒的單獨(dú)種[11,41—42]，同時(shí)Song 等[12]獲得了秘魯MarMV分離物的全序列，該屬病毒在不需要傳播介體的條件下，可通過汁液傳播或者機(jī)械傳播[43]。在巴西、哥倫比亞等地發(fā)現(xiàn)感染西番蓮的蕪菁黃花葉病毒屬病毒(Tymovirus)——西番蓮黃化花葉病毒(Passion fruit yellow mosaic virus, PFYMV)[8,44]，該屬病毒主要分布在溫帶和熱帶地區(qū)[45]，可由一種多食性甲蟲傳播[8]，也可經(jīng)機(jī)械傳播或空氣傳播。另外，在觀賞型西番蓮上發(fā)現(xiàn)西番蓮潛隱病毒，該病毒引起西番蓮全株性花葉斑駁癥狀，為香石竹潛隱病毒屬病毒(Carlavirus)成員，其寄主范圍很窄，僅限于西番蓮屬、昆諾藜植物，其傳播途徑尚未明確[7,46]。

3 檢測與防治

3.1 花葉病害檢測方法

西番蓮花葉病毒病的檢測方法有生物學(xué)檢測、電子顯微鏡檢測、血清學(xué)檢測及分子生物學(xué)檢測等。早期主要通過生物學(xué)方法鑒定病毒的種類，如將感病植株汁液摩擦接種至三生煙、莧色藜等指示植物，觀察典型的CMV侵染癥狀[16—17]，該方法簡單易行、不需昂貴設(shè)備，但是受環(huán)境因素影響大。電子顯微鏡檢測法是通過觀察病毒粒子的形態(tài)特征而確定病毒種類，如Polston等[38]通過電鏡鑒定了西番蓮上EuMV的存在，Morales等[44]鑒定了PFYMV。電鏡技術(shù)能夠直接觀察病毒的形態(tài)、大小及表面結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確判斷病毒種類，但對標(biāo)本質(zhì)量和電鏡操作技術(shù)要求高[47]。血清學(xué)技術(shù)即利用抗原抗體在體外的特異性結(jié)合產(chǎn)生血清學(xué)反應(yīng)，因其操作簡便、結(jié)果準(zhǔn)確而廣泛用于植物病毒檢測，按照顯色原理分為酶聯(lián)免疫吸附法、免疫膠體金法等[48]。如通過雙抗夾心酶聯(lián)免疫吸附法(DAS-ELISA)鑒定了臺灣地區(qū)西番蓮上ELCV的侵染以及巴西地區(qū)豇豆蚜傳花葉病毒(Cowpea aphid-borne mosaic virus, CABMV)的侵染[40]。近年來，主要通過分子生物學(xué)檢測病毒核酸來鑒定病毒種類，此方法操作簡便、靈敏度高、特異性強(qiáng)，如通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)檢測DNA病毒(如雙生病毒屬病毒)[39]，通過逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)檢測RNA病毒，如用于黃瓜花葉病毒屬病毒、馬鈴薯Y病毒屬病毒的檢測[13,29,49]。

3.2 花葉病綜合防治

花葉病毒病害貫穿西番蓮整個(gè)生長周期，危害嚴(yán)重。由于病毒種類繁雜、繁殖速度快，重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行綜合防治：

(1) 抗病品種選育。這是生產(chǎn)上應(yīng)對西番蓮花葉病害的關(guān)鍵[50—51]。一是通過人工接種病毒的方式篩選抗病品種，研究表明，黃果西番蓮相對于紫果西番蓮表現(xiàn)出更強(qiáng)抗病性[52]。二是雜交育種，如以抗CABMV野生西番蓮資源為父本，商業(yè)化品種紫果西番蓮為母本，先得到種間雜種然后回交篩選得到了抗CABMV新株系[53]。三是轉(zhuǎn)基因育種，將靶標(biāo)病毒的基因片段轉(zhuǎn)入西番蓮植株，通過基因沉默機(jī)制觸發(fā)寄主植株產(chǎn)生對該病毒的抗性。研究表明，轉(zhuǎn) EAPV臺灣分離物外殼蛋白基因的本生煙對EAPV具有抗性[54]，為培育轉(zhuǎn)EAPV西番蓮提供了模式系統(tǒng)。巴西在2006年培育出抗PWV的西番蓮轉(zhuǎn)基因植株[55]。

(2) 加強(qiáng)檢驗(yàn)檢疫。發(fā)現(xiàn)疑似病毒侵染的西番蓮植株葉片或果實(shí)樣品要及時(shí)送專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測，明確病毒種類，及時(shí)防治。尤其應(yīng)加強(qiáng)檢疫性病毒的檢疫，發(fā)現(xiàn)病苗及時(shí)燒毀。

(3) 防治傳染媒介。大部分花葉病毒病害是由傳播介體傳毒的，如CMV、馬鈴薯Y病毒屬、香石竹潛隱病毒屬病毒，需重點(diǎn)防治蚜蟲(桃蚜、棉蚜、玉米蚜等)，春秋季蚜蟲高發(fā)期要加強(qiáng)針對性化學(xué)防治；雙生病毒屬病毒要防治飛虱(煙粉虱、灰飛虱等)，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)螨蟲、線蟲的針對性防治[56]。

(4) 病毒交叉保護(hù)。即事先將弱毒株系接種到無病健康植株上誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗性，從而削弱強(qiáng)病毒對植物的侵染能力，使植株發(fā)病減輕或不發(fā)病。如運(yùn)用EAPV弱毒株系作用于PWV的致病因子HC-Pro，達(dá)到控制PWV的目的[57]。

(5) 加強(qiáng)栽培管理。嚴(yán)選種植地，選擇非低洼地、通風(fēng)排水良好、附近或之前未種植過辣椒、茄瓜類的耕地作為西番蓮種植地。如避開瓜茄果類種植地預(yù)防CMV，避免與豆科類植株混種預(yù)防雙生病毒屬病毒病害發(fā)生。二是創(chuàng)新栽培方式，如臺灣地區(qū)在種植初期采用圓柱形隔離網(wǎng)阻隔傳播介體的危害，一定程度上降低了病害發(fā)生[58]。

4 展望

西番蓮花葉病通常與其他病毒病害癥狀，如卷曲皺縮、畸形等合并發(fā)生，同時(shí)真菌、細(xì)菌等病原物或蟲害、生理性病害也可能造成類似花葉癥狀，如王宏毅等[56]在福建地區(qū)發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲也引起葉片黃化花葉癥狀，因此需加強(qiáng)西番蓮病毒病害調(diào)查，明確花葉病發(fā)生規(guī)律及病毒病害循環(huán)，正確區(qū)分花葉癥狀，進(jìn)一步研究病毒與真菌、細(xì)菌等病害及蟲害的關(guān)聯(lián)性，為花葉病的防治提供參考。

進(jìn)一步鑒定引起西番蓮花葉病的病毒種類對于明確其發(fā)病機(jī)理有重要作用。目前，國內(nèi)報(bào)道能夠引起西番蓮花葉病的病原主要有CMV及馬鈴薯Y病毒屬[59—60]，Cheng等[40]在‘臺農(nóng)1號’雜交種上首次鑒定出ELCV和PaLCuGdV侵染，被侵染植株表現(xiàn)出明顯的花葉斑駁，這是Geminivirus在亞洲的首次報(bào)道。而侵染西番蓮的煙草花葉病毒屬、蕪菁黃花葉病毒屬病毒以及香石竹潛隱病毒屬病毒在我國均無相關(guān)報(bào)道。

對已鑒定的病毒缺乏系統(tǒng)完善的進(jìn)化分析或致病機(jī)制研究，如 CMV是我國引起西番蓮花葉病的主要病毒，徐平東、劉志昕等對侵染西番蓮的CMV做了進(jìn)化及序列分析，證實(shí)侵染西番蓮的CMV有兩個(gè)亞組5個(gè)株系，分別為PE、PE2、PC、PFY以及PEf，其中前四個(gè)株系屬于亞組I，PEf株系屬于亞組II[15—16]。CMV的進(jìn)化分析及致病機(jī)制，以及與西番蓮的相互作用機(jī)理都有待進(jìn)一步研究。

西番蓮種質(zhì)資源豐富，但生產(chǎn)上幾個(gè)主栽品種如‘臺農(nóng)1號’、紫香果等布局單一、種性嚴(yán)重退化，西番蓮抗病品種篩選及培育工作刻不容緩。黃果西番蓮有較強(qiáng)的抗病性，可以黃果西番蓮為砧木嫁接的方式提高植株抗病性[52]。有關(guān)西番蓮病毒病交互抗性以及交叉保護(hù)作用的研究也是防治該病害的研究方向。同時(shí)，可以通過培育推廣西番蓮脫毒苗、細(xì)化栽培管理措施等方式來控制西番蓮病毒病害。