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发布日期:2019-11-17       浏览人数:

  (1广州甘蔗糖业研究所/广东省甘蔗改良取生物炼制沉点尝试室,广州,510316;2福建农林大学/农业部甘蔗心理生态取遗传改良沉点尝试室,福建福州350002) 摘要甘蔗黄叶病毒(.铀鲷,c长e yP.7-D矿l占a,',J川s,ScYLV)惹起的甘蔗黄叶病亦称黄叶分析 症是我国和世界甘蔗出产中最次要的病害之一,形成产量下降、品量变劣和品各种性退化,甘蔗黄 叶病的研究不容轻忽。本文次要对甘蔗黄叶病病原、发病症状、路子、寄从范畴、甘蔗黄叶病 的发生及其风险、黄叶病病原检测及防治策略等研究进行了综述。 环节词甘蔗黄叶病:病原:风险:防治 The Research Progress SugarcaneYelIow LeafSyndrome HUANG Zhen—rui,XU Li—ping,GAO San-ji,GU0 Jin—long (Gu饥gdong Key L曲《s杖g甜c矾£Improvemeyn&Bior卑neGu锄gzh01l Indus吣ResehInsttt杖te Gu锄gzh01l,510316:。Key L曲影eco—physiolD科&Genetic Improvemem}.or%g甜c口ne,M谳stry 35002)Abstract:Sugarcane Yellow Leaf DiseaSe YellowLeaf Syndrome infectedby Sugarcane Yellow Leaf Vims(ScYL,v),js one mostimportant sugarcaJle diseaSes ourcount拶and world,causesseVerely decline sugarcontent stalkproduction sugaLrcane,we can researchSugarcane YellOw Leaf SyndrOme.the research sugarcaneyellOw 1eaf syndrOme pa:thogenic,diseasesymptom,difmse aJld hOst’ha肿,pathogenic test,strategy Of con仃01. Key words:sugarcane yellow leaf syndmme; pathogenic; hanll; cOn仃0l 甘蔗黄叶病又称甘蔗黄叶分析症(Sugarcane Yellow 1eaf Syndrome,SYLS),是一种严沉风险 甘蔗发展的世界性甘蔗疾病,发病率正在10一100%之间,我国各植蔗区也相当遍及和严沉。该病的发生 导致甘蔗产量下降,品量变劣和种性返化,严沉时甘蔗产量减产高达40%~60%拍’,耱产量减低6%~ 14%心1。因为CP品种是我国甘蔗育种的次要杂交亲本,而CP系列的甘蔗品种对黄叶病具有较高 的感病性,其儿女已表示易感现象,因而,甘蔗黄叶病是我国甘蔗出产潜正在的风险性病害,应惹起 业界科研人士注沉。加强对甘蔗黄叶病的研究,予期为甘蔗黄叶病的防治供给理论根本和焦点手艺 支撑。 l甘蔗黄叶病病原及其症状 1.1甘蔗黄叶病的病原 甘蔗黄叶病的病原是甘蔗黄叶病毒(曲卵”长e yP.flD矽』Pa,矿J川s ScYLV),是系统性侵染的 病毒病。ScYLV粒体为二十面临称体,曲径24~29 nm,浮力密度1.30 g/cm3,由卵白质外壳及其 包裹着的一条单链、RNA(ssRNA)形成,正在寄从植株内的分布次要局限于韧皮部内。据国际病 毒分类委员会演讲,ScYLv属于黄症病毒科(£u芒PDy打j出e)未归属名的新,该科基因组由黄 症病毒属£u£PDy打us及马铃薯卷叶病毒属尸0』erDy』.删s的先人发生遗传物质沉组进化而成3。 1.2甘蔗黄叶分析症的症状 甘蔗黄叶分析症的病症次要见于+4叶、+5叶及老叶片【5’。虽然心叶正在温室报酬接种的前提下也 能发病,可是正在大田前提下未见有发病的报道。病叶的典型症状为叶中肋下表皮由绿色变为, 中肋上表皮仍然是一般的白色或白中带绿、粉红或微红色。可是中肋的粉色并不是不变的,当新叶 基金项目:农业部948打算赞帮项目(2006_G37)。广东省甘蔗财产公共办事平台扶植项目 做者简介:黄振瑞(1980一),男,硕士, 研究标的目的:甘蔗养分遗传取无害生物节制。 Tel:0759—799525l,E—mail:fjsi@163.com 长出后,中肋最终变成。此外该病表症还会因品种的遗传布景分歧而异。夏威夷群岛报道的甘 蔗黄叶分析症的症状是:染病植株起首正在中肋呈现黄化现象,接着叶尖黄化和坏死,并继续向整个 叶片扩散,曲至整个叶片呈现黄化以至坏死,有的植株叶片中肋上还会呈现红色黑点。有一些品种 传染甘蔗黄叶分析症后则所有叶片都变黄。一些品种正在秋冬季候中肋的黄化向两边延伸,黄化程度 随时间和温度的变化而加沉。 2甘蔗黄叶病的和寄从 病原可由带毒种茎或种苗做为初侵染源,田间经蚜虫进行再侵染,次要蚜虫有:高 粱蚜(Melanaphis Sacchari、)、玉米叶蛎(Paiosi曲ujlj阮idiS、)帮红腹缢管蚜(RU矗abdomina2is) ,但不克不及通过机械摩擦;该病毒除侵染甘蔗外,人工蚜虫接种还能够侵染玉米、水稻、 高粱、大麦、小麦、燕麦等哺。。 3甘蔗黄叶病的发生及其风险 自1990年Schenck等人第一次报道了相关正在美国夏威夷群岛上甘蔗大面积呈现的~种有别于 养分缺乏的甘蔗黄化现象川,世界甘蔗从产区先后报道该病。2001年我国广西区南宁市第一次呈现 甘蔗黄叶分析症雷同症状哺。,其时未惹起人们的留意。20。2年,广西区大面积呈现甘蔗黄叶分析症 雷同症状哺’。现今已正在我国多个品种上确诊出甘蔗黄叶分析症。 该病发生的轻沉及其对蔗茎产量和蔗糖分的影响因品种抗性和要素有亲近相关。甘蔗 黄叶分析症使甘蔗叶片中脉的韧皮部而影响养分的输送,障碍甘蔗一般发展。巴西的高糖品种 SP7卜6163,种植面积曾占巴西圣保罗州30%以上,可是其对甘蔗黄叶分析症很是,最大减产 高达40%一60%“。。甘蔗YLS惹起美国州从栽品种LCP82—89产量减产15%~20%,糖产量减低6%~ 14%馏’,曾为夏威夷和佛罗里达的从产物种H65—7052和CP72—1210,因严沉传染该病使甘蔗减产 25%~50%。美国报道所有CP系列的甘蔗品种均感该病,而CP品种是我国甘蔗育种的次要杂交 亲本,此中仅以CP72—1210为亲本就培育了9个品种,由此揣度我国自育的甘蔗品种带有感病的血 缘或具有潜正在的传染甘蔗YLS的遗传根本。抗病品种接种后可不表示典型病害症状,对产量的影响 也不大扫’2’m’1。 4甘蔗黄叶病病原检测 动物病毒的检测手艺包罗生物学判定、电镜察看、血清学手艺和生物学判定方式,正在动物 带毒检测中,后两种手艺因其快速高效而被普遍使用。甘蔗黄叶病已惹起世界甘蔗遗传育种学 家、动物病理学家和生化学家等的注沉,先后开展了相关病原检测及品种抗性判定、抗性遗传 研究、病毒进化、致病机理、病毒以及感病后对甘蔗产量和质量影响等多方面的研究。美国明 尼苏达大学Lockhart…传授起首操纵电子显微镜正在感病植株叶片韧皮部伴胞细胞质中察看到多面 体ScYLV粒体,随后操纵抗血清手艺检测该病毒:美国夏威夷农业研究核心Schenckn町博士操纵组 织印迹杂交免疫法(TBIA)检测ScYLV;美国农业部州甘蔗试验坐Comstockl21博士采用双抗体夹 心酶联免疫吸附测定方式(DAS—ELISA)进行病原检测,美国糖业公司Irey博士成立操纵性异 物YLSR462和YLSFlll检测ScYLV的手艺。国内也接踵开展了此方面的研究,用感病的甘蔗叶片和 健康叶片中脉横切面制做成超薄切片正在电镜下察看甘蔗黄叶病毒(ScYLV)发觉:感病的甘蔗叶片 的韧皮部伴胞内存正在着大量的多面体病毒粒子,长度约20~30nm,正在健康叶片维牵制部位和叶肉组 织筛管、伴胞、薄壁细胞内没有发觉雷同病毒粒子。王中康晡1率先正在国内开展甘蔗YLS检测研究, 按照美国糖业公司Irey博士所设想的性引物YLSR 462和YLsFlll进行甘蔗带毒的RT叩CR检 测,具有YLS症状叶片样品RT—PCR阳性检出率为100%,而无YLS症状的样品RT—PCR阳性检出率 为55.17%,采用DAS—FLISA手艺进行检测,显症样品和无症样品的阳性检测率别离为76.47%和 31.03%,表白诊断较血清学方式活络。王伯辉等n引对广西南宁的4个带有甘蔗YLS病害症状程 度不等的田间采集叶片样品做RT—PCR检测,成果3个样品为阳性,确认田间发生的是甘蔗黄叶综 87 而我国对甘蔗黄叶病的研究起步较晚,迄今只要关于操纵美国设想的引物进行RT—PCR检测的初报。 5甘蔗黄叶病的防治策略 5.1培育种植抗病品种是最次要的办法 远缘杂交系谱选择仍将是甘蔗黄叶病育种最次要的路子,甘蔗黄时病的防治也不破例。虽然甘 蔗杂交儿女分手普遍,常规杂交和系谱选择需要10~12年的时间,才能培育出1个新品种,可是, 非论过去和现正在,杂交育种都是甘蔗抗病育种最次要的路子,并且,迄今为止,栽培品种无一不是 通过该路子选育的。可是,因为CP系列品种是我国的次要杂交亲本,因而,大都品种具有感黄叶 病的潜正在,有些高糖,高产物种表示高感黄叶病。并且,CP品种所具有的高糖特征仍将使其做 为我国甘蔗杂交育种的次要亲本。另~方面,因为抗性取产量、质量存正在晦气的连锁,日趋成熟的 基因工程手艺正在改良甘蔗某一性状方面具有劣势。 5.2操纵基因工程手艺改良甘蔗抗黄叶病性是 决速无效的辅帮办法 操纵基因工程手艺改良抗病毒性状包罗操纵病毒外壳卵白(coat protein,CP)基因、病毒复 制酶(replicase)基因、病毒活动卵白(movement protein,归)基因和病毒反义RNA(antisense RNA) 的抗性,此外,还有干扰素基因、中和抗体基因、核酶(ribozyme)基因和病毒卫星R.NA(satellite RNA)介导的对病毒的抗性等。 此中操纵病毒CP基因介导的抗性是动物基因工程改良中使用最早、最普遍、成功案例也最多 的方式。操纵病毒CP基因介导的抗性,最早是由Beachy等按照病毒株系间的交叉现象而提出 的,Powe】1等“钉将这一设想付诸于实践并成功地获得了抗烟草花叶病毒TM、,侵染的转基因植株,到 目前为止,已有20多个动物病毒组的50余种病毒的CP基因成功导入水稻u引、玉米u”和甘蔗”纠等 双子叶和票据叶动物中。此中培育出的烟草、黄瓜、番茄、马铃薯和甘蔗的抗病毒株系,己进入田 间试验,并显示了取尝试室分歧即对病毒抗性提高的抗病结果。 大大都导入CP基因的转基因植株对同源性较高的大大都同属病毒有必然程度的抗病性。其抗 性做机制可分为依赖CP本身的卵白介导抗性和不依赖于CP本身的非卵白介导的抗性两品种型。一 类是依赖于CP本身的抗性,这类转基因植株的配合特点是:起首抗病能力取CP卵白的表达量呈正 相关;其次抗性强度取接种的病毒浓度相关,高浓度病毒接种量能降服CP介导的抗性,使其表示 不抗病;再次抗性只对病毒粒子起感化,一般不抗裸露的病毒RNA,对这种抗病机理的注释是 转基因动物中表达的外壳卵白干扰了病毒侵染晚期的脱壳过程。不依赖于CP本身的抗性,一些病 毒截短的、反义的或不成翻译的CP基因及检测不出CP表达的转基因植株对相关病毒可发生抗性、 高抗性或免疫…。正在这些环境下所转的病毒基因非论能否转译均可介导高度抗性,这一抗性明显和 卵白质表达取否无关。正在转基因植株的表型上,表示为症状减轻或延迟,或症状限于接种叶片不扩 展到重生叶片,病毒含量低或测不到。可是,该抗性次要表示正在病毒侵染晚期,一旦提高病毒接种 量或反复接种则抗性,因而对可能频频传染的大田做物、多年生或无性繁衍做物,就不脚以有 效地节制病毒的侵染,所以目前倾向于把CP基因取其它抗性基因相连系的策略。 5.3甘蔗健康种苗连系虫媒药剂防治的办法 甘蔗是无性繁衍做物,常规以养分体蔗茎进行无性繁衍,病原正在体内的累积使传染率不竭提高, 所幸甘蔗组织培育手艺是相当成熟的。业界最早采用愈伤组织脱毒和茎尖脱毒出产健康种苗,已证 明顶端分生组织培育对甘蔗波条病、嵌纹病、宿根矮化病和白叶病的脱毒是有价值的,愈伤组织己 被使用于从感霜霉病、嵌纹病、宿根矮化病和白叶病植株的脱毒。离体培育手艺连系热处置,获得 健康脱毒的甘蔗种苗,并用于出产,可使甘蔗减产20%一40%,蔗糖含量添加O.5%以上(绝对值)1。 因为愈伤组织苗存正在的变异问题,操纵愈伤组织出产脱毒苗已被种茎热处置连系腋芽繁衍手艺所取 代。种茎热处置连系分生组织培育尔后进行丛芽和芽苗扩繁出产出无病毒的甘蔗种苗。健康种 苗的使用还应取该病毒虫媒的化学防治相连系,方能耽误其利用时间,可是仍不克不及完全无效控 制该病的发生n81。 88 5.3化学药剂防治 因为病毒本身的特殊性,即病毒粒子侵入寄从后脱去外壳卵白的同时,其核酸即取寄从核糖体 相连系,起头复制病毒的初期卵白质,病毒的增殖取寄从的代谢融为一体,病毒增殖的药剂很 难不寄从,因而,病毒增殖药物的使用就遭到,化学药剂次要是通过节制虫媒削减田 间再侵染起感化的,可是,因为甘蔗发展周期长,植株高峻,化学防治甘蔗虫害成本高,且污染环 境,也易制畜中毒,所以化学防治几乎是不成能的,因而,该路子并不倡导。 参考文献 [1]locl(han BEL,Irey MJ,Comstock JC.(1 996)Sugarcane baccilIifonn Vims,维多利亚开户,sugarcane mild mosaic virus sugarcaneyellow leaf syndrome.In:Sugarcane Ge册plaSm Conservation ExchageBJ,CroR CM,Piggin ES,Wa|lis DMHogarth(eds),AClARProceedings No.67,Canberr如 ppll3一j】5 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