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番茄花葉病毒ToMV

日期:2023-12-18 09:57:04

番茄花葉病毒(Tomato mosaic virus,簡稱ToMV)最早于1909年在美國被報道,是一種具有全球分布的植物病毒,可對各種作物造成嚴重損害[1]。那么,番茄花葉病毒究竟是什么?

在本文中,我們將描述ToMV的結構、傳播、感染癥狀,并與煙草花葉病毒進行比較,為預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,簡稱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引起了許多重要農作物的花葉病,特別是對全球茄子產量造成了威脅。


2. 番茄花葉病毒的結構

番茄花葉病毒呈桿狀結構,長約300nm,半徑約18nm。其基因組編碼了四種不同的蛋白質:180kDa的RNA依賴性RNA聚合酶、130kDa的甲基轉移酶/螺旋酶、30kDa的移動蛋白(MP)和18kDa的外殼蛋白(CP)[2]。130KDa和180KDa蛋白質由基因組RNA編碼,并參與病毒的復制。MP和CP蛋白則由各自的亞基基因mRNA翻譯而來,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定,在提取后多年內仍具有傳染性。

ToMV-Hel和Tm-1(431)配合物的晶體結構

圖1. ToMV-Hel和Tm-1(431)配合物的晶體結構

*圖片來自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,都是通過植物間的機械手段傳播。它們基于遺傳、蛋白質和寄主范圍的差異來進行區分。


3. 番茄花葉病毒的傳播

番茄花葉病毒是一種特別穩定的病毒,在土壤或其他基質中可以存活數年,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源[3]。它主要通過機械摩擦傳播,種子、葉片和根系殘渣也攜帶著病毒[3]。番茄花葉病毒還可以附著在咀嚼昆蟲或動物的口器上。然而,番茄花葉病毒沒有真正的昆蟲媒介。種子是番茄花葉病毒遠距離傳播的主要因素。感染的種子可以將病毒傳給植物,但通常是通過人類活動引入和傳播的。病毒可以很容易地從工人的污染手、工具和衣物轉移到植物上,通過植物捆扎、修剪芽、收獲等操作,導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階段和任何部位引發病情。不同的感染部位可能表現出不同的癥狀。這些癥狀的強度與株系的性質、品種、感染植物的年齡、溫度、光照強度以及氮和硼土壤含量等有關[4]

番茄花葉病毒主要危害植物的葉片、莖和果實[4]。受感染植物的葉片呈現出黃色和綠色,具有馬賽克和斑駁的外觀。有時,葉片會萎縮。嚴重感染的植物可能會呈現出蕨類植物的形態,某些區域的葉片變得深綠色且隆起。莖和卷須上會有深褐色斑塊,但變色僅限于表皮組織,而不深入莖內。一些植物也會感染果實。果實表面可能有黃色或棕色條紋,稍微凹陷,皮下就會出現內部褐化,降低果實的數量和大小。感染番茄花葉病毒的幼苗可能會導致植物生長遲緩和矮小。在寒冷溫度下,癥狀可能會受到抑制。因此,感染的幼苗可能在轉移到溫暖環境后才顯示癥狀。


5. 控制番茄花葉病毒感染

番茄花葉病毒是嚴重影響番茄產量和栽培的主要因素之一。因此,已經提出了幾種綜合控制措施來應對番茄花葉病毒[4][5]

5.1 種植抗病毒品種

有幾個抗番茄花葉病毒的番茄品種。研究發現,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 使用認證的無病毒種子

番茄花葉病毒通過植物間的有性繁殖、嫁接和種子傳播。確保種植的任何種子都是無病毒的至關重要。這可以阻止番茄花葉病毒通過機械活動傳播到健康的植物。

5.3 采取健全的衛生措施

衛生是控制番茄花葉病毒時最重要的措施。工具和受感染的材料應該經過仔細的清潔和消毒。在處理植物之前和之時用肥皂和水洗手,以減少植物之間的潛在傳播。銷毀任何看起來萎縮或變形的幼苗,然后對工具和雙手進行消毒。保持番茄周圍的區域雜草清除,避免病毒滋生。還要控制昆蟲,以減少污染的可能性。



參考文獻:

[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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