病原特徵 菸草環斑病毒病病原為菸草環斑病毒(Tobacco ring spot virus,簡稱TRSV),屬豇豆花葉病毒科、線蟲傳多面體病毒屬。病毒粒子為球形,直徑為25~29納米。在
蔗糖 密度梯度中,病毒粒體可分為3個組份:T、M和B組份,其沉降係數為53(T)、91(M)和126(B)。T 組份由空殼蛋白組成,M組份和B組份為核蛋白,並包裹著不同數量的RNA。各組份的紫外吸光值A260/A280為0.72(T)、1.38(M)和1.57(B)。
病毒粒子,100nm
TRSV衣殼蛋白亞基分子量為57KD,病毒基因組為
單鏈RNA 分子,由兩個分子組成,分子量為2.73×10(RNA1)和1.34×10(RNA2)。RNA的鹼基組成比為G:A:C:U=24.7:23.1:22.4:29.8。RNA5端共價結合有Vpg蛋白,分子量為4000u,當用蛋白酶消化該蛋白後,RNA喪失侵染性。RNA3端為Poly(A)結構。
TRSV有些病毒分離物的病毒粒子中還包裹有衛星RNA,衛星RNA依賴於TRSV(稱輔助病毒)的基因組RNA進行複製,並干擾輔助病毒基因組RNA複製。衛星RNA 與基因組RNA結構不同,沒有Vpg和ploy(A)結構,不能作為
mRNA 。在受侵染的植物組織中,除發現有環狀衛星RNA外,還發現有雙鏈型衛星RNA的多聚體。多聚體衛星RNA可以自我切割產生單體衛星RNA。衛星RNA的轉基因植株可以抗TRSV侵染。
為害症狀 菸草環斑病毒病發病時期多在大田中後期,以葉片發病為主,葉脈、葉柄和莖上也可發病。病葉最初出現褪綠斑,繼而形成直徑4~8毫米的2~3層同心壞死環斑或弧形波浪線條斑,周圍有失綠暈圈。大葉脈上發生的病斑多不規則,並沿葉脈和分支發展呈條紋狀,破壞輸導組織,造成葉片斷裂枯死。葉柄和莖上產生褐色條斑,下陷潰爛。早期侵染的重病株矮化。
分布範圍 菸草環斑病毒病是Fromme F.D.於1917年首次在美國維吉尼亞發現的。隨後,加拿大、英國、俄羅斯、南非、日本、澳大利亞、紐西蘭等國陸續報導了該病。是分布於世界各植煙區的一種病毒病,特別在北美所有菸草種植區都有該病發生,其流行程度僅次於
菸草普通花葉病毒病 。在中國,菸草環斑病毒病分布較普遍,山東、河南、台灣、四川、雲南、貴州、福建、陝西及東北煙區均有發生,但多為局部小面積煙田造成為害,很少發生流行。
侵染循環 TRSV可通過汁液摩擦接種傳毒,也可通過線蟲及種子傳毒。TRSV傳毒介體主要是
美洲劍線蟲 及相關的種。美洲劍線蟲獲毒時間在24小時內,帶毒線蟲在10℃下可保持傳毒時間多達49周。一般成蟲及幼蟲均可傳毒。有時單一線蟲接種即可引起植株發病,但接種線蟲蟲體多時,發病率高。TRSV發生與線蟲種群分布有關,而土壤種類及寄主植物可以影響線蟲種群。田間作物上TRSV常隨介體分布而成塊發生,並侵染隨後的作物,病毒在田間擴展速度較慢(30厘米/年)。除線蟲外,曾報導TRSV可由薊馬和蟎進行傳播。
至少已報導有12種作物和雜草寄主可由種子傳播TRSV,種子帶毒率從3%(
香瓜 )至100%(
大豆 )不等。病毒存在於種胚組織中,而種皮內並不帶毒。植物受侵染時所處的生長期影響著種傳帶毒率。TRSV可用帶毒種子進行遠距離傳播。許多雜草是線蟲和TRSV的寄主,並且種子有時可帶毒。
流行規律 在中國陝西渭北煙區, 菸草環斑病毒病一般在6月上旬開始發病,6月下旬達到發病高峰,這段時間的旬平均氣溫在18~21℃。該病的發生與煙田茬口有關,在中國河南洛陽,豆茬煙田的病情指數為20.1,重茬煙田病情指數達28.9,而紅薯茬煙田僅8.7。病害的發生還與煙苗移栽期有關,4月上、中旬移栽比5月上旬移栽發病重。病害發生輕重與施肥關係密切,在高氮水平下病害發生較重,在低氮水平下病害發生較輕。
防治方法 對於種子、無性繁殖材料及植株應進行病毒檢測,以檢查是否帶毒,植株材料的土樣及根應進行線蟲分離及鑑定,以檢查是否帶有傳毒線蟲介體。種子及無性繁殖材料如發現病毒應進行退貨,植株發現病毒和傳毒介體線蟲應立即消毀。如沒有檢測病毒,種子或無性繁殖材料應隔離種植,並在整個生長期內對植株進行觀察及病毒檢測,確保無病毒後方可推廣種植。
針對病毒發生因子,主要防治方法包括去除病毒源、阻止病毒傳播和培育抗病新品種等:
檢測措施及無病毒種苗使用: 加強對病毒的檢疫,可以保證無病毒材料在無病地區種植。應加強對種苗的檢測,發現病毒時應及時消毀種苗材料,除檢測病毒外,植物材料還可檢測是否帶傳毒線蟲介體。對於暫時無法檢測的材料應隔離種植,觀察是否帶TRSV,在確認不帶毒後方可種植。
農業措施: 輪作可控制傳毒線蟲介體。以小麥、玉米為主的三年輪作制為佳,注意避免與豆科、茄科作物鄰作。在複種指數高和病毒病發生嚴重的煙區,提倡麥煙套種。
篩選和培育利用抗TRSV的植物種質資源: 從長遠觀點看,利用抗病或耐病品種來防治病毒是最根本的措施。除常規育種方法外,利用基因工程辦法,可有效篩選抗病毒品種,如Gerlach等將
衛星RNA 轉化植物,獲得了轉化衛星RNA的轉基因植物,並證明轉基因植物可抗TRSV侵染。