李痘病毒(Plum Pox 病毒,簡稱PPV),又稱環(huán)面李痘病毒、李樹痘病毒,是石榴屬植物(如桃、杏、李、杏仁、櫻桃等)最嚴重的病毒疾病。該病毒最早在保加利亞被發(fā)現(xiàn),后來在一段時間內(nèi)蔓延廣泛。李痘病毒由蚜蟲傳播,或通過攜帶病毒的植物移動到新地區(qū)。盡管李痘病毒對消費者無害,但會導致石榴類水果酸度增高和變形,影響市場銷售。目前,防治李痘病毒的唯一方法是銷毀所有受感染的樹木,這可能會導致重大經(jīng)濟損失。
正文
學名? Plumpox 病毒
異名? 李樹病毒7(李屬 virus7); 環(huán)面李痘病毒(Annulus pruni); 李樹痘病毒(Sarka virus)
英文名? Plum pox virus 縮寫:PPV
分類地位? 馬鈴薯Y病毒科馬鈴薯Y病毒組
分布
PPV最先于1915年在保加利亞發(fā)現(xiàn),然后1936年在南斯拉夫社會主義聯(lián)邦共和國,1941年羅馬尼亞發(fā)現(xiàn),大約30年后PPV在大多數(shù)歐洲國家都發(fā)現(xiàn),包括:阿爾巴尼亞、澳大利亞、保加利亞、塞浦路斯、前捷克斯洛伐克、埃及、法國、德國、希臘、匈牙利、意大利盧森堡、波蘭、葡萄牙、羅馬尼亞、西班牙、敘利亞、土耳其、英國、蘇聯(lián)、前南斯拉夫。基于這種分布,PPV是典型的歐洲大陸的病毒,特別是中部和南部地區(qū)。根據(jù)該病毒的侵染癥狀,新西蘭的杏樹上也發(fā)現(xiàn)這種病毒。隨著植物材料的世界性分布,美國也面臨著PPV侵染的危險。
寄主植物
PPV能侵染很多木本科和草本科寄主。木本寄主包括李屬24個易侵染種類。能夠在一些很重要的經(jīng)濟作物(包括李,杏,桃,櫻桃李,歐洲李)的葉子和果樹上引起痘泡癥狀。最主要的自然寄主是Prunus spinosa,通常不出現(xiàn)任何癥狀(Jordovi,F(xiàn)esti &Tankovi,1969)。起初認為PPV侵染僅僅局限于李屬,Sutic et al(1972a)認為花楸屬 domestica是PPV的實驗寄主。但是Van Oosten(1970,1971)發(fā)現(xiàn),180種(28科)實驗植物中8科60種植物是新的寄主,其中有的是寄主植物,有的是園藝植物,包括寶蓋草(Lamiun amplexicaule)、ranunculus arvensis,龍葵(茄屬 nigrum)和百日草(zinnia elegans)。
自然寄主范圍和癥狀
西梅李屬 domestica栽培品種Poegaca(Kjustendilska sliva)、Hauszwetsche或Grosse Grüne Reneklode:葉片上出現(xiàn)嚴重的擴散淡綠環(huán)或斑駁,Po?egaca,czar 和Hauszwtsche品種的水果會出現(xiàn)嚴重的痘泡癥狀,果皮上出現(xiàn)深色的環(huán),果肉出現(xiàn)紅色或淡紅色,果核帶褐色斑點,大約有90%果實在未成熟前落果。
桃(Prunus persica):葉片出現(xiàn)黃化葉脈、褪綠斑點和畸形,果皮出現(xiàn)散布的淡黃色斑點。(Schuch,1962)
杏(Prunus armeniaca):葉片出現(xiàn)散布的暗綠色斑和線,果實變形,果皮散布著壞死環(huán),核上有黃色的環(huán)。(Németh,1964)
易受侵染的診斷寄主的種類及癥狀:
菊葉香藜(藜屬 foetidum):葉片出現(xiàn)散布的帶黃色的或壞死的局部斑點。(Németh,1964)無系統(tǒng)癥狀。
田野毛茛(Ranumvulus arvensis):黃色的局部枯斑和系統(tǒng)的同心環(huán)(Van Oosten,1970)。
Nicandra physalodes:黑褐色壞死枯斑。
李屬 domestica cvs Italian prune and pozegaca:褪綠環(huán)、條帶和斑點。
P.Japonica:萎黃斑。
P.Maritima:萎黃斑,葉脈壞死。
P.Sibirica:暗淡的線條。
P.Tomentosa:幼葉變形和偏上行,老葉褪綠斑和壞死斑。
花楸屬domestica:黃斑,葉片萎黃。
不易侵染的診斷寄主的種類:
莧色(藜屬 amaranticolor),Crataegus monogyna,Malus domestica, Prunus avium,Pyrus communis。
保存和繁殖寄主:
克利夫蘭騎士隊煙(煙草屬 clevelandii),N.megalosiphon
鑒別寄主:
菊葉香藜是有效的局部枯斑寄主。
危害情況
樹痘病害在歐洲中部和東部的水果產(chǎn)區(qū)特別嚴重。在過去的十年中,PPV已傳播到一些地中海國家如埃及(Wetzel et al., 1991a;Mazyad et al. 1992),西班牙和葡萄牙(Louro and Monte Corvo, 1986)。智利也有報道(Herrera et al. 1998)。
病毒侵染能引起嚴重的產(chǎn)量損失,在高感品種中損失可達到83%-100%(Kegler and Hartmann, 1998; Nemchinov et al. 1998a;Waterworth and Hadidi, 1998)。歐洲李會在成熟前落果,而日本李和桃果實會出現(xiàn)環(huán)斑,杏出現(xiàn)嚴重變形。歐洲甜櫻桃果實在成熟前落果并且葉子會出現(xiàn)褪綠壞死斑或壞死區(qū)(Nemchinov et al., 1998a)。然而病害的嚴重性在很大程度上受寄主是感病還是耐病品種的影響。
形態(tài)特征
粒體線狀,有明顯的形態(tài)學上的長度,即長為660-770nm,寬為12.5-20nm。單鏈正義核糖核酸,大小為3500kDa(Dunez and ?uti?,1965),占整個顆粒重量的7%,蛋白亞基3個,分別為:43.5KD,29.KD和27KD。
汁液中粒體穩(wěn)定性
鈍化溫度(Tip)52℃-58℃,體外存活期(Liv):20℃ 3-4天,稀釋限點:10-3-10-5。
沉降系數(shù)180S,A260/A280=0.77-0.87
病毒提純
病毒分離物的選擇是很重要的,不同的分離物在感病組織中濃度有很大的差異。以下兩種提純病毒方法會得到較好的效果。
1. Schade(1969)100g系統(tǒng)侵染的克立夫蘭煙葉片在300毫升去離子水中(含0.3%w/v天然維生素c,0.01M二乙基二硫代氨基甲酸鈉(DIECA))中勻漿,再加同體積預冷的三氯甲烷一起搖動5分鐘,1000g離心15分鐘,取液相,以5000g15分鐘,再取液相,高低速離心一次,使病毒濃縮,以0.05M,pH8.2的硼酸緩沖液重新懸浮病毒,通過寄主特異的抗血清吸附作用去掉植物蛋白。
2. Rankoric&Jordovic(1970)在接種15-20天后采集系統(tǒng)侵染的菊葉香藜葉片,置于4℃冰箱中冷卻,每100g葉子用含0.01M DIECA和0.02M巰基乙酸的pH7.0的100毫升0.02ML磷酸緩沖液以及15毫升乙醚和15毫升四氯化碳的混合液進行研磨。以2000g離心10min,保留液相,經(jīng)兩次差速離心濃縮病毒,然后再進行蔗糖密度梯度離心進一步濃縮病毒。
生物學
NCBI序列數(shù)據(jù)
序列登錄號
· D00298 Em(40)_vi:PPVCP Gb(84)_vi:PPVCP 李痘病毒外殼蛋白3′端基因1,232bp ,4/90.
· D00424 Em(40)_vi:PPV李痘病毒全基因組9,741bp,4/90
· D13751 Em(40)_vi:PPV1 Gb(84)_vi:PPV 李痘病毒全基因組 9,741bp,11/92
· M21847 Em(40)_vi:PPVCPOL Gb(84)_vi:PPVCPOL李痘病毒編碼全長外殼蛋白基因和全長核糖核酸聚合酶基因.,2,854bp,3/91
· M26965 Em(40)_vi:PPVNIAPRO Gb(84)_vi:PPVNIAPRO 李痘病毒類似NI蛋白m RNA部分編碼序列,1,695bp, 4/92
· M55164 Em(40)_sy:AGPPVRC Gb(84)_sy:SYNPPVRC 合成的抗菌素T7/李痘病毒重組聚合酶5′端序列,57bp.,7/91
· M92280 Em(40)_vi:PPVPOLPRO Gb(84)_vi:PPVPOLPRO 李痘病毒多聚蛋白全編碼序列,9,786bp,5/93
· S57404 Em(40)_vi:S57404 Gb(84)_vi:S57404 李痘病毒多聚蛋白(3′ 端)mRNA部分序列polyprotein (3′ region) plum pox 病毒 PPV, o6, mRNA Partial, 1768 nt. 1/94 1,768bp.
· S57405 Em(40)_vi:S57405 Gb(84)_vi:S57405 polyprotein (3′ region) plum pox virus PPV, PS, mRNA Partial, 1768 nt. 1/94 1,768bp
· U27652 Em(44)n:Pp27652 Gb(90)_vi:Ppu27652 李痘病毒外殼蛋白基因部分編碼序列,993bp,7/95
· X16415 Em(40)_vi:PPVCG Gb(84)_vi:PPVCG 李痘病毒核糖核酸基因組,9,787bp, 9/93
· X56258 Em(40)_vi:PPVPGP Gb(84)_vi:PPVPGP 李痘病毒多聚蛋白(CI, 6K, NIa, NIb 和外殼蛋白)部分mRNA序列,4773bp,/795。
· X57975 Em(40)_vi:PPCOAPROA Gb(84)_vi:PPCOAPROA 李痘病毒外殼蛋白mRNA序列,1,270bp,11/92
· X57976 Em(40)_vi:PPCOAPROB Gb(84)_vi:PPCOAPROB李痘病毒外殼蛋白mRNA序列,1,270bp,11/92
· X81073 Gb(84)n:PPSHCP 李痘病毒外殼蛋白(SH)mRNA序列,1,228bp,8/94
· X81074 Gb(84)n:PPNLCP李痘病毒外殼蛋白(NL)mRNA序列,1,270bp,8/94
· X81075 Gb(84)n:PPNEBCP李痘病毒外殼蛋白(NEB) mRNA序列,1,270bp,8/94
· X81076 Gb(84)n:PPHBCP李痘病毒外殼蛋白(HB)mRNA序列,1,270bp,8/94
· X81077 Gb(84)n:PPOB1CP李痘病毒外殼蛋白(OB1) mRNA序列,1,270bp, 8/94
· X81078 Gb(84)n:PPALCP李痘病毒外殼蛋白(AL)mRNA序列,1,270bp,8/94
· X81079 Gb(84)n:PPSLCP李痘病毒外殼蛋白(SL)mRNA序列,1,270bp,8/94
· X81080 Gb(84)n:PPGSPCP P李痘病毒外殼蛋白(GSP)mRNA序列,1,270bp ,8/94
· X81081 Gb(84)n:PPLIHCP李痘病毒外殼蛋白(LI/H)mRNA序列,1,270bp,8/94
· X81082 Gb(84)n:PPCGCP李痘病毒外殼蛋白(CG)mRNA序列,1,270bp,8/94
· X81083 Gb(84)n:PPPVCG李痘病毒全基因組序列,9,786bp,8/94
· X81084 Gb(84)n:PPDOH1CP李痘病毒外殼蛋白(DOH1)mRNA序列,1,270bp ,8/94.
· L42470 Em(43)_vi:Ppvp1hc Gb(89)_vi:Ppvp1hc 李痘病毒P1和輔助成份部分編碼序列,261bp,5/95
· L42471 Em(43)_vi:Ppvhcg Gb(89)_vi:Ppvhcg 李痘病毒輔助成分部分編碼序列,180bp,5/95
· L42472 Em(43)_vi:Ppvnib Gb(89)_vi:Ppvnib李痘病毒外殼蛋白和Nib部分編碼序列,366bp ,5/95.
· L42473 Em(43)_vi:Ppvniba Gb(89)_vi:Ppvniba李痘病毒外殼蛋白和Nib部分編碼序列,411bp.,5/95
株系
通過接種草本指示植物產(chǎn)生不同的癥狀(壞死、中間型、黃化等),可以區(qū)分PPV的不同株系。?uti? et al (1971)將PPV劃分為黃化、黃化/壞死(中間型)和壞死三個株系。黃化株系能逐漸形成黃化局部斑點,在菊葉香藜上不能引起葉片脫落。壞死株系則迅速擴展,引起組織的局部壞死和葉片的脫落。而黃化/壞死能引起黃色斑點,并且這些斑點或多或少產(chǎn)生壞死,受侵葉片不脫落(如果脫落只是在晚期偶爾發(fā)生)。黃化株系引起溫和的,經(jīng)常是不被注意的黃色花葉斑點,壞死株系引起嚴重的壞死,而黃化/壞死株系在克氏煙上引起葉子的花葉斑點和壞死。Peas Pisum sativum cv易受三個株系侵染,而Petit Provancal,Lincoln,和Delikates cvs易壞死或黃化/壞死,但是對黃化株系有抗性,可以作為分離混合侵染時不同的分離物的過濾植物。
這些株系的生化性質也不同。壞死株系的鈍化溫度(TIP)為57℃,稀釋限點(DEP)為8×10-3,而體外存活期(LIV)為72小時。黃化株系TIP為57℃,DEP為4X10-3,LIV為63小時。病毒不同株系與來自南斯拉夫社會主義聯(lián)邦共和國、荷蘭、德國的抗血清反應發(fā)現(xiàn)血清學一致,這說明PPV只存在幾個有限的抗原決定簇變化。
近年來又根據(jù)血清學又將PPV劃分為PPV-D(Dideron)、PPV-M(Markus)、PPV-C(Cherry)、PPV-E1Amar四種血清型。PPV-D和PPV-M可以通過三種技術將其區(qū)分:殼蛋白電泳遷移率;外殼蛋白N端和C端的抗原性質;外殼蛋白C末端區(qū)域特異的限制性酶切位點(Candresse et al., 1998)。而PPV-E1Amar與PPV-D、PPV-M不同是因為它們的核糖核酸序列有顯著不同。PPV-C與以上血清型的區(qū)別在于生物學、血清學和分子特性有所不同。具體見ashyan et al., 1994;K鰈ber et al., 1998;Nemchinov and Hadidi, 1996;Nemchinov et al., 1995, 1996, 1998a, c;Topchiiska, 1991, 1996)。
在亞洲一種侵染李屬 spp.的名為亞洲李潛隱病毒(Asian prunus latent 病毒 ,PLV)能夠與PPV抗血清反應(Hadidi and Levy, 1994;Hari et al., 1995;James et al., 1996)。但是它能用特異性引物與PPV區(qū)分。摩爾瓦多的一種侵染核果類病毒-杏潛隱病毒(ALV)也同樣報道了與PPV抗血清反應,但是特異性引物及其他檢測能夠區(qū)分二者(Nemchinov and Hadidi, 1998b)。
目前對ALV和APLV的確切的分類地位還沒有定論。
病毒與細胞和組織的關系
在植物生長季節(jié),迅速生長的嫩枝的芽上多半無病毒(Trifonow,1969)。系統(tǒng)感病的草本寄主(例如,克立夫蘭煙)的細胞核核細胞質內(nèi)(Pilovic&Wrischer,1969),感病的李樹和桃樹的葉片和成熟的果實中,存在著大量針狀內(nèi)含體和X體。這對于鑒別李痘病和李偽痘病似乎有點價值(Van Oosten&Bakel,1970)風輪狀內(nèi)含體出現(xiàn)在在李、桃、菊葉香藜的葉細胞中(Bovey,1971)。
傳播途徑
流行學
蚜蟲傳播李痘病毒依賴于以下幾個因素:侵染源,介體類群大小,易受侵染的植物和侵染源的距離。例如10年時間PPV能使距離100米的健康植物100%的受侵染,而距離500-800米,只有1.5%的植物受侵。這些數(shù)據(jù)說明如果要在已受PPV侵染的地區(qū)建立新的種植園需要必要的空間隔離。了解傳播介體和病毒株系之間的關系對病害的流行是重要的。介體傳毒能力因株系的不同而有很大的差異(Massonie and Maison, 1976)。實驗證明,桃蚜能傳播全部病毒株系,對壞死和中間株系有24.5%的傳毒效率,而對黃化株系則只有8%的傳毒效率。介體的作用受到病毒寄主是否適合蚜蟲取食和繁殖的影響。
PPV汁液摩擦接種只適合于實驗目的,自然界中不能通過剪枝和嫁接工具傳播。
種子在李樹中是否傳毒目前還沒有定論。
運動及散布
這種病害隨機分布于果園中。2-3年后傳染開始由第一棵感病樹木擴散。如果所用材料不是無毒材料,嫁接傳播能明顯加速病害在感病區(qū)的擴散。地區(qū)或國家之間病毒的傳播大多是由可能感病的植物材料造成的(Diekmann and Putter, 1996)。美國從東歐進口的果樹材料有時侯會檢測到PPV(Waterworth, 1994)。
PPV污染花粉囊在病毒的傳播也可能有潛在的作用(Levy et al., 1995),然而這種可能性在實踐中還沒有被證實。
檢疫與防治
檢測方法
盡管病毒在樹木中的分布不規(guī)則,但是可通過癥狀特別是生長活躍期的癥狀進行檢測。將芽接種到易感病的指示植物(桃或Prunus tomentosa)后6-8周可觀察癥狀(ISHS, 1983, 1992, 1998;OEPP/EPPO, 1983)。機械摩擦接種菊葉香藜或豌豆也可在6-8天后出現(xiàn)癥狀。
ELISA,用于檢測發(fā)現(xiàn)PPV廣泛存在于根,樹皮,花,葉子,果實或種子中(Adams, 1978)。
這種方法已被定量應用(Himmler et al., 1987)。
電鏡檢測方法即免疫電鏡(Kerlan et al., 1981)和膠體金標記技術(Himmler et al., 1988)也得到應用。
單克隆抗體能有效的區(qū)分不同的株系(Cambra et al., 1994;Boscia et al., 1997;Candresse et al., 1998)。
以同位素標記脫氧核糖核酸或RNA的分子雜交技術,以非放射性的DIG標記的PPV c RNA 也應用于病毒的檢測(Nemchinov et al., 1996)。
PCR大大提高了檢測的靈敏度,提純病毒的核糖核酸可檢測到10fg (Wetzel et al., 1991b)。免疫-PCR檢測PPV也有很高的靈敏度(Wetzel et al., 1992。Candresse et al., 1994, 1998)。與IC-PCR相似的技術還有印記捕獲PCR,不需研磨樣品就可以檢測病毒,并且在捕獲階段可用許多蛋白替代PPV特異的免疫球蛋白(Olmos et al., 1996, 1998;Cambra et al., 1998;Candresse et al., 1998);
RT-PCR特異性檢測PPV3'非編碼區(qū)的保守序列,這可能要利用了病毒核酸的提取和純化。(Levy and Hadidi, 1994;Levy et al., 1994)。
PCR特異性檢測PPV株系差異技術已建立起來。Candresse et al. (1998)已設計兩對引物擴增和分離PPV的亞組D和亞組M。另外Nemchinov and Hadidi (1998a)已設計擴增PPV-C的特異引物。
防治
新建立的種植園必須采用無病毒的繁殖材料,這是防治PPV的首要步驟。經(jīng)溫熱療法產(chǎn)生的苗子的頂芽嫁接到無毒砧木上也是健康的母本材料。木本科和草本科的指示植物可以用于檢測PPV。酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)和免疫吸附電鏡都能有效的檢測PPV,且靈敏度較高。
雖然病毒的自然傳播不能完全控制,但可以通過一定的措施降低。其中最重要的是在周圍沒有侵染源的地區(qū)種植,因為在侵染地區(qū)很可能被蚜蟲傳播侵染。所有受侵染的李、櫻桃李、杏等李屬寄主都應該在果園建立之前徹底消滅。這一措施特別適用于在輕度感染地區(qū)建立新的李樹園。
防治蚜蟲以控制病毒傳播是保護苗圃、新建的李樹園和發(fā)病較輕的地區(qū)的不可缺少的措施。隔離措施可能有助于防治病毒傳播。
雖然這些措施都是不可缺少的,但是依目前條件,它們不能完全防止PPV的侵染。抗病和耐病的植物為這一問題提供了很好的解決方法。對南斯拉夫社會主義聯(lián)邦共和國和其它國家的調查研究發(fā)現(xiàn)許多抗PPV或耐PPV的李栽培種,其中有些在嚴重發(fā)病的地區(qū)生長。它們的應用還依賴于果實品質、對環(huán)境和土壤的適應性等因素。抗病和耐病的李栽培種和克隆是培育新的雜交種的重要的基因材料。
注:李痘病毒、李偽痘病毒和李紋斑病毒所引起李屬植物的癥狀有時十分相似。李痘病毒經(jīng)常與杏壞死環(huán)斑病毒或杏矮縮病毒一起混合侵染。為了區(qū)別這些病毒,必須用幾種植物進行試驗。建議適用下列植物:
青(Celosia argentea)
菊葉香藜,歐洲甜櫻桃,西梅,櫻花(Prunus serrulata),Shirofugen品種
參考資料 >