植物病毒專業(yè)知識專家講座

第六章植物病毒

植物病毒專業(yè)知識專家講座第1頁病毒（virus）是一組（一個或一個以上）DNA或RNA核酸分子，包圍在蛋白或脂蛋白外殼內(nèi)，在適當(dāng)寄主細胞借助于寄主蛋白合成體系、物質(zhì)和能量完成復(fù)制，伴隨核酸突變發(fā)生變異。主要特征：①結(jié)構(gòu)簡單（核酸+蛋白或脂蛋白衣殼）；②嚴格專性寄生（依賴寄主核酸和蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)）；③非細胞生物（分子寄生物）。第一節(jié)概述一、病毒定義植物病毒專業(yè)知識專家講座第2頁寄生植物稱為植物病毒（plantvirus）；寄生動物稱為動物病毒（animalvirus）；醫(yī)學(xué)病毒（人類病毒）；真菌病毒；寄生細菌稱為噬菌體（細菌病毒bacteriophage）。依據(jù)病毒寄主類型，習(xí)慣上將病毒劃歸為以下幾大類群：植物病毒專業(yè)知識專家講座第3頁

當(dāng)前已研究和命名植物病毒達1000各種，其中許多為主要農(nóng)作物病原，其所造成損失僅次于真菌病害。

植物病毒專業(yè)知識專家講座第4頁在我國北方麥區(qū)間歇性暴發(fā)小麥黃矮?。˙arleyyellowdwarf）平均造成30%產(chǎn)量損失。在油菜上，因病毒病造成產(chǎn)量損失常年達20~30%。甜菜曲頂病（Beetcurlytop）、香蕉束頂?。˙ananabunchytop）等幾乎對一些產(chǎn)區(qū)造成了毀滅性打擊。植物病毒專業(yè)知識專家講座第5頁植物病毒專業(yè)知識專家講座第6頁@病毒粒體：病毒基本存在形式（形態(tài)）。@病毒粒體形態(tài)微小，只有在放大數(shù)萬倍電鏡下才能觀察到，其度量單位通常采取納米（nm，1nm=10-9m）。@植物病毒粒體形態(tài)主要有：球狀、線狀、桿狀、彈狀、雙聯(lián)體狀、絲線狀、柔軟不定形等。第二節(jié)植物病毒普通性狀一、植物病毒形態(tài)植物病毒專業(yè)知識專家講座第7頁

桿狀或線狀病毒：蛋白質(zhì)亞基螺旋狀排列，中間是一個由核酸組成空心管子，核酸也呈螺旋狀排列，嵌入到螺旋狀排列蛋白質(zhì)亞基內(nèi)端。如，TMV桿狀粒體。植物病毒專業(yè)知識專家講座第8頁球狀病毒：蛋白質(zhì)亞基鑲嵌在粒體表面，組成多面體形，內(nèi)心是病毒核酸；球狀病毒并非光滑球體，而是多面體（多為二十面體），多個正三角形組合而成。植物病毒專業(yè)知識專家講座第9頁植物病毒粒體主要含有核酸和蛋白兩大部分。中間為核酸芯（RNA或DNA），外部有外殼蛋白（CoatProtein，CP）包被形成衣殼，少數(shù)病毒在蛋白衣殼外面還包被一層那囊膜（envelope），稱為包膜病毒,如植物彈狀病毒。二、植物病毒結(jié)構(gòu)植物病毒專業(yè)知識專家講座第10頁

植物病毒主要成份是核酸和蛋白質(zhì)，有些還含有少許金屬離子、多胺和水等。三、植物病毒組分（一）核酸

植物病毒專業(yè)知識專家講座第11頁1、植物病毒核酸類型植物病毒基因組多數(shù)為核糖核酸（RNA），少數(shù)為脫氧核糖核酸（DNA）。依據(jù)核酸性質(zhì)及功效，可將植物病毒基因組分為以下5種類型：植物病毒專業(yè)知識專家講座第12頁（1）正單鏈RNA（+ssRNA）單鏈RNA含有侵染性，能夠直接翻譯，起mRNA作用。大部分主要植物病毒基因組屬這一類型。70%，TMV，CMV，PVY；多分體病毒。植物病毒專業(yè)知識專家講座第13頁（2）負單鏈RNA（-ssRNA）

病毒粒體中單鏈RNA不具侵染性，必需先產(chǎn)生互補鏈，才能翻譯蛋白。植物彈狀病毒基因組屬這一類型。如小麥叢矮病。（3）雙鏈RNA（dsRNA）

其中一條鏈含有mRNA作用。負鏈變正鏈才能作為mRNA。植物呼腸孤病毒基因組屬這一類型。水稻矮縮病。植物病毒專業(yè)知識專家講座第14頁（4）單鏈DNA（ssDNA）聯(lián)體病毒科（Geminiviridae）病毒含有這種類型基因組，復(fù)制時單鏈DNA先合成雙鏈DNA，再以常規(guī)路徑轉(zhuǎn)錄生成mRNA。（5）雙鏈DNA（dsDNA）

核酸類型與高等動、植物相同，為互補雙鏈DNA，花椰菜花葉病毒屬（Caulimovirus）、桿狀DNA病毒屬（Badnavirus）含有這種類型基因組。植物病毒專業(yè)知識專家講座第15頁2、病毒粒體核酸含量球狀病毒：15%~45%。線狀及桿狀病毒：5%~6%。彈狀病毒：1%。植物病毒專業(yè)知識專家講座第16頁

植物病毒基因組很小，編碼蛋白質(zhì)種類也極少，按照其功效可分為結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。

結(jié)構(gòu)蛋白是組成一個完整病毒粒體所需要蛋白，主要是外殼蛋白（coatprotein，CP）和囊膜蛋白，有些病毒還有基因組結(jié)合蛋白（VPg）。大多數(shù)植物病毒沒有囊膜，其結(jié)構(gòu)蛋白也就只有外殼蛋白。（二）蛋白質(zhì)植物病毒專業(yè)知識專家講座第17頁

非結(jié)構(gòu)蛋白是指病毒基因編碼非結(jié)構(gòu)必需蛋白，包含病毒復(fù)制需要復(fù)制酶、參加病毒運轉(zhuǎn)運動蛋白等。植物病毒專業(yè)知識專家講座第18頁第三節(jié)植物病毒侵染和傳輸

大多數(shù)植物病毒是從機械或傳毒介體所造成微傷（finewound）侵入寄主。一、植物病毒侵染和復(fù)制植物病毒專業(yè)知識專家講座第19頁

病毒侵染植物后，在活細胞內(nèi)增殖后代需要兩個步驟:

一是病毒核酸復(fù)制（replication），即病毒基因傳遞；

二是病毒基因表示（geneexpression），即病毒蛋白質(zhì)合成。

植物病毒專業(yè)知識專家講座第20頁病毒粒體進入寄主細胞脫殼基因表示復(fù)制大量基因組及合成外殼蛋白病毒粒體裝配植物病毒增殖植物病毒專業(yè)知識專家講座第21頁運轉(zhuǎn)（移動），即病毒從植株某一部位擴散到另一部位過程（植株內(nèi)擴散）。在植物葉肉細胞間移動稱為胞間運轉(zhuǎn)（移動）；經(jīng)維管束輸導(dǎo)組織運轉(zhuǎn)稱為長距離運轉(zhuǎn)（移動）。二、病毒在植物體內(nèi)運轉(zhuǎn)（移動）植物病毒專業(yè)知識專家講座第22頁三、植物病毒傳輸傳輸，病毒從一株植物擴散到另一株植物過程（植株間擴散）。植物病毒只能被動傳輸，需借外界因子進入活細胞內(nèi)。植物病毒為專性寄生物，不能離開活細胞。植物病毒傳輸方式能夠分為介體傳輸和非介體傳輸。植物病毒專業(yè)知識專家講座第23頁(1)昆蟲（2）真菌已發(fā)覺7種真菌傳輸19種病毒。（3）線蟲

已知有5個屬線蟲介體傳輸約23種病毒（4）螨類介體：葉蚜螨和蛛螨

1、介體（vectors），能夠傳輸病毒生物體。（一）植物病毒介體傳輸植物病毒專業(yè)知識專家講座第24頁按照介體與植物病毒之間生物學(xué)關(guān)系，可分為非持久性病毒（nonpersistentvirus）、半持久性病毒（semipersistentvirus）和持久性病毒（persistentvirus）三種類型。（1）傳毒過程獲毒期潛伏期傳毒期持毒期：介體一次獲毒后，能保持傳毒能力時間。2、介體傳毒特征（2）介體傳毒方式植物病毒專業(yè)知識專家講座第25頁①持久性病毒

獲毒期、潛伏期、傳毒期、持毒期均較長（幾小時至幾天、十幾天），病毒可進入介體血液循環(huán)系統(tǒng)，甚至在介體內(nèi)增殖，介體獲毒后，有可終生傳毒或經(jīng)卵由子代傳毒。葉蟬、飛虱等傳毒多屬于這類。

飼毒時間較長，介體飼毒后病毒隨唾液吸入到腸道，滲透過腸壁進入血淋巴，最終循回到口器唾液腺里，取食時隨唾液進入植物體內(nèi)。所以必須經(jīng)過一定時期循回期才能傳毒。植物病毒專業(yè)知識專家講座第26頁②非持久性病毒

獲毒期、潛伏期、傳毒期、持毒期均很短（幾秒至幾分鐘），蚜蟲傳毒多屬于這類，又稱為口針傳毒，蚜蟲試探性取食即可傳毒。特征是傳毒介體在病植株上獲毒飼育后病毒依附于口針里，在接種飼育時隨同排出唾液進入寄主植物體內(nèi)，所以介體飼毒短時間后即可傳毒，病毒在介體體內(nèi)沒有循回期，傳毒時間也很短。植物病毒專業(yè)知識專家講座第27頁③半持久性病毒

介于上述二者之間，介體獲毒飼育期和傳毒時間均較長。

植物病毒專業(yè)知識專家講座第28頁介體與病毒之間含有?；?。某一介體只傳某一病毒或一些病毒，某一病毒只經(jīng)某一或一些介體傳。

2、專化性植物病毒專業(yè)知識專家講座第29頁（二）植物病毒非介體傳輸1、汁液傳輸（saptransmission）

汁液傳輸就是使病株汁液經(jīng)過機械造成微傷進入健株體內(nèi)使它發(fā)病，又稱機械傳輸。

在試驗室通常采取機械方法—汁液磨擦進行人工接種，經(jīng)過微傷口使病毒進入植物體內(nèi)。植物病毒專業(yè)知識專家講座第30頁2、種子傳輸（seedtransmission）

種子、塊莖、球莖、鱗莖和花卉苗木等傳輸。植物病毒專業(yè)知識專家講座第31頁3、嫁接傳輸（grafttransmission）

有些果樹病毒病害以嫁接傳輸為其唯一已知傳輸路徑。植物病毒專業(yè)知識專家講座第32頁4、菟絲子傳輸（doddertransmission）

菟絲子傳輸病毒性質(zhì)和嫁接傳毒相同，能夠經(jīng)過其橋梁作用，將一株寄主植物病毒傳遞給另一株寄主。

植物病毒專業(yè)知識專家講座第33頁第四節(jié)植物病毒分類與命名植物病毒分類工作由國際病毒分類委員會（InternationalCommitteeonTaxonomyofVirus，ICTV）植物病毒分會負責(zé)。一、植物病毒分類植物病毒專業(yè)知識專家講座第34頁截至年，為ICTV所認可植物病毒種共有977個。ICTV將植物病毒劃歸為73個屬，在其上建立了15個科、1個目。植物病毒可歸為5個大類群：1、單鏈DNA（ssDNA）病毒類群2、雙鏈DNA（dsDNA）病毒類群3、雙鏈RNA（dsRNA）病毒類群4、負單鏈RNA（-ssRNA）病毒類群5、正單鏈RNA（+ssRNA）病毒類群植物病毒專業(yè)知識專家講座第35頁二、植物病毒命名采取得最多是英文俗名法:

寄主植物+癥狀（不采取斜體，常使用縮寫）煙草花葉病毒（Tobaccomosaicvirus，TMV）黃瓜花葉病毒（Cucumbermosaicvirus，CMV）有按照發(fā)覺先后給予命名，如馬鈴薯X病毒（PotatovirusX，PVX）和馬鈴薯Y病毒（PotatovirusY，PVY）等。植物病毒專業(yè)知識專家講座第36頁當(dāng)前國際上采取類似于拉丁雙名法來命名植物病毒:

寄主名(縮寫)+癥狀（縮寫）+virus如TobaccoMosaicTobamovirus屬名采取斜體書寫。如黃瓜花葉病毒屬記作Cucumovirus。植物病毒專業(yè)知識專家講座第37頁第五節(jié)植物病毒檢測與病毒病害1、判別寄主

指用來判別某一病毒或其株系含有特定反應(yīng)植物。凡是病毒侵染后能產(chǎn)生快而穩(wěn)定、并含有特征性癥狀植物都可作為判別寄主。組合使用幾個或一套判別寄主稱為判別寄主譜。判別寄主譜中普通包含可系統(tǒng)侵染寄主、局部侵染寄主和不受侵染寄主。一、植物病毒檢測（一）生物學(xué)檢測植物病毒專業(yè)知識專家講座第38頁2、植物病毒粒體穩(wěn)定性

對汁液傳輸病毒，可經(jīng)過病株汁液體外性狀（鈍化溫度、稀釋限點和體外存活期）來測定。

植物病毒專業(yè)知識專家講座第39頁病毒粒體十分微小，只有在電子顯微鏡下才能觀察到。內(nèi)含體（二）電鏡觀察植物病毒專業(yè)知識專家講座第40頁（三）血清學(xué)檢測

抗原（antigens）：一切能在動物體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體物質(zhì)，都叫抗原。蛋白、蛋白降解物、多糖等。

抗體（antibody）:是動物抵抗外來抗原而產(chǎn)生一個物質(zhì)。抗原抗體結(jié)合過程叫血清學(xué)反應(yīng)。抗血清（antiserum）:含有抗體血清。利用植物病毒外殼蛋白抗原特征，制備特異性抗血清。利用抗原抗體特異性結(jié)合能夠判定病毒。

植物病毒專業(yè)知識專家講座第41頁（四）分子生物學(xué)檢測1、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）

RT-PCR檢測番木瓜環(huán)斑病毒電泳結(jié)果植物病毒專業(yè)知識專家講座第42頁2、核酸雜交原理：DNA—RNA堿基互補關(guān)系。雜交：DNA—RNA形成異質(zhì)雙鏈過程。利用依據(jù)已知序列合成或制備核苷酸片斷—探針（probe）是否能與待測核酸雜交，判斷與已知片斷是否有同源性。植物病毒專業(yè)知識專家講座第43頁1、有一些植物在一定條件下隱癥帶毒，即植物受到病毒侵染但不表現(xiàn)顯著癥狀。2、還有一些病毒引發(fā)觀賞植物顏色和形態(tài)變異，反而增加了植物觀賞價值，荷蘭郁金香雜色變種等。3、植物病毒病害觀察不到病征。4、癥狀表現(xiàn)受溫度影響較大，常發(fā)生高溫或低溫隱癥現(xiàn)象。二、植物病毒病害（一）特點植物病毒專業(yè)知識專家講座第44頁5、絕大多數(shù)植物病毒侵入寄主植物后能夠引發(fā)植物葉片不一樣程度斑駁、花葉或黃化，同時伴隨有不一樣程度植株矮化、叢枝等病害癥狀，以及產(chǎn)量降低。有一些病毒引發(fā)卷葉、植株畸形。少數(shù)病毒還能在葉片或莖稈上造成局部壞死或瘤腫、脈腫等增生癥狀?；ㄈ~癥狀黃化畸型植物病毒專業(yè)知識專家講座第45頁（二）主要植物病毒屬、種1、煙草花葉病毒（TMV）煙草花葉病毒屬經(jīng)典種（1）病毒粒體特征：桿狀粒體（18×300nm），（+）

ssRNA（2）寄主范圍與癥狀：寄主范圍廣（如煙草、番茄、辣椒、

豆類等），多引發(fā)花葉癥狀（3）機械傳毒極易成功（4）病毒穩(wěn)定性強植物病毒專業(yè)知識專家講座第46頁2、黃瓜花葉病毒（CMV）黃瓜花葉病毒屬經(jīng)典種（1）病毒粒體球狀（正二十面體，28nm），（+）

ssRNA（2）寄主范圍廣（60多個科、500來種植物）（3）傳毒：經(jīng)機械傳毒、各種蚜蟲非持久性傳、種子

傳毒植物病毒專業(yè)知識專家講座第47頁3、馬鈴薯Y病毒屬Potyvirus（1）植物病毒中最大一個屬，含有75個種和93個

可能種，有許多引發(fā)主要農(nóng)作物病害。馬鈴薯Y病毒（PVY），引發(fā)許多茄科植物病毒病大豆花葉病毒（SMV），引發(fā)豆科植物花葉病西瓜花葉病毒2號（WMV-2）：引發(fā)瓜類花葉病番木瓜環(huán)斑病毒（PRSV）：引發(fā)番木瓜花葉病（2）病毒粒體線狀（750×12nm），(+)ssRNA（3）傳輸：各種蚜蟲非持久性傳輸，部分病毒能夠種子傳輸（4）全部種均可在寄主細胞內(nèi)產(chǎn)生風(fēng)輪狀內(nèi)含體。植物病毒專業(yè)知識專家講座第48頁（三）植物病毒病防治1、檢疫預(yù)防危險性病毒從境外傳入2、無病種苗無病留種高溫處理莖尖脫毒培養(yǎng)（結(jié)合檢驗檢測）3、作物合理布局減緩病害流行速度、降低重大損失4、培育和采取抗病品種常規(guī)育種、基因工程育種5、去除早期病株、防除傳毒介體銀灰色避蚜6、農(nóng)業(yè)辦法調(diào)整播期、田園清潔（除雜草）、加強肥水管理7、其它弱株系保護作用、藥劑防治植物病毒專業(yè)知識專家講座第49頁第七章植物病害診療植物病毒專業(yè)知識專家講座第50頁診療（diagnosis）就是判斷植物生病原因，確定病原類型和病害種類，為病害防治提供科學(xué)依據(jù)。異常植物植物病害非植物病害植物非侵染性病害植物侵染性病害真菌病害細菌病害病毒病害線蟲病害寄生性植物植物病毒專業(yè)知識專家講座第51頁診療程序首先是仔細觀察病植物全部癥狀，尋找對診療有關(guān)鍵性作用癥狀特點，如有沒有病征?是否大面積同時發(fā)生?等等。其次是問詢和查對資料,仔細分析，要掌握盡可能多病例特點，結(jié)合鏡檢、剖檢等全方面檢驗，自然界里改變?nèi)f千，任何經(jīng)典癥狀都有可能有例外。植物病毒專業(yè)知識專家講座第52頁柯赫氏法則(Koch’sRule)柯赫氏法則又稱柯赫氏假設(shè)(Koch’spostulates)，通常是用來確定侵染性病害病原物操作程序。如發(fā)覺一個不熟悉或新病害時，就應(yīng)用柯赫氏法則四步來完成診療與判定。植物病毒專業(yè)知識專家講座第53頁柯赫氏法則詳細內(nèi)容：（1）在病植物上常伴隨有一個病原生物存在；（2）該微生物可在離體或人工培養(yǎng)基上分離純化而得到純培養(yǎng)；（3）將純培養(yǎng)接種到相同品種健株上，表現(xiàn)出相同癥狀病害；（4）從接種發(fā)病植物上再分離到其純培養(yǎng)，性狀與原來微生物統(tǒng)計相同。植物病毒專業(yè)知識專家講座第54頁植物病害診療關(guān)鍵點植物病害診療，首先要區(qū)分是屬于侵染性病害還是非侵染性病害。許多植物病害癥狀有很顯著特點。在多數(shù)情況下，正確診療還需要作詳細和系統(tǒng)檢驗，而不但僅是依據(jù)外表癥狀。植物病毒專業(yè)知識專家講座第55頁（一）侵染性病害病害有一個發(fā)生發(fā)展或傳染過程；在特定品種或環(huán)境條件下，病害輕重不一；在病株表面或內(nèi)部能夠發(fā)覺其病原體存在(病征)，它們癥狀也有一定特征。大多數(shù)真菌病害、細菌病害、線蟲病害以及全部寄生植物能夠在病部表面看到病原物，少數(shù)要在組織內(nèi)部才能看到，多數(shù)線蟲病害侵害根部，要挖取根系。有些真菌和細菌病害，全部病毒病害和原生動物病害，在植物表面沒有病征，但癥狀特點依然是顯著。植物病毒專業(yè)知識專家講座第56頁1、寄生植物引發(fā)病害：在病植物體上或根際能夠看到其寄生物，如寄生藻、菟絲子、獨腳金等