植物病毒专业知识专家讲座

第六章植物病毒

植物病毒专业知识专家讲座第1页病毒（virus）是一组（一个或一个以上）DNA或RNA核酸分子，包围在蛋白或脂蛋白外壳内，在适当寄主细胞借助于寄主蛋白合成体系、物质和能量完成复制，伴随核酸突变发生变异。主要特征：①结构简单（核酸+蛋白或脂蛋白衣壳）；②严格专性寄生（依赖寄主核酸和蛋白质合成系统）；③非细胞生物（分子寄生物）。第一节概述一、病毒定义植物病毒专业知识专家讲座第2页寄生植物称为植物病毒（plantvirus）；寄生动物称为动物病毒（animalvirus）；医学病毒（人类病毒）；真菌病毒；寄生细菌称为噬菌体（细菌病毒bacteriophage）。依据病毒寄主类型，习惯上将病毒划归为以下几大类群：植物病毒专业知识专家讲座第3页

当前已研究和命名植物病毒达1000各种，其中许多为主要农作物病原，其所造成损失仅次于真菌病害。

植物病毒专业知识专家讲座第4页在我国北方麦区间歇性暴发小麦黄矮病（Barleyyellowdwarf）平均造成30%产量损失。在油菜上，因病毒病造成产量损失常年达20~30%。甜菜曲顶病（Beetcurlytop）、香蕉束顶病（Bananabunchytop）等几乎对一些产区造成了毁灭性打击。植物病毒专业知识专家讲座第5页植物病毒专业知识专家讲座第6页@病毒粒体：病毒基本存在形式（形态）。@病毒粒体形态微小，只有在放大数万倍电镜下才能观察到，其度量单位通常采取纳米（nm，1nm=10-9m）。@植物病毒粒体形态主要有：球状、线状、杆状、弹状、双联体状、丝线状、柔软不定形等。第二节植物病毒普通性状一、植物病毒形态植物病毒专业知识专家讲座第7页

杆状或线状病毒：蛋白质亚基螺旋状排列，中间是一个由核酸组成空心管子，核酸也呈螺旋状排列，嵌入到螺旋状排列蛋白质亚基内端。如，TMV杆状粒体。植物病毒专业知识专家讲座第8页球状病毒：蛋白质亚基镶嵌在粒体表面，组成多面体形，内心是病毒核酸；球状病毒并非光滑球体，而是多面体（多为二十面体），多个正三角形组合而成。植物病毒专业知识专家讲座第9页植物病毒粒体主要含有核酸和蛋白两大部分。中间为核酸芯（RNA或DNA），外部有外壳蛋白（CoatProtein，CP）包被形成衣壳，少数病毒在蛋白衣壳外面还包被一层那囊膜（envelope），称为包膜病毒,如植物弹状病毒。二、植物病毒结构植物病毒专业知识专家讲座第10页

植物病毒主要成份是核酸和蛋白质，有些还含有少许金属离子、多胺和水等。三、植物病毒组分（一）核酸

植物病毒专业知识专家讲座第11页1、植物病毒核酸类型植物病毒基因组多数为核糖核酸（RNA），少数为脱氧核糖核酸（DNA）。依据核酸性质及功效，可将植物病毒基因组分为以下5种类型：植物病毒专业知识专家讲座第12页（1）正单链RNA（+ssRNA）单链RNA含有侵染性，能够直接翻译，起mRNA作用。大部分主要植物病毒基因组属这一类型。70%，TMV，CMV，PVY；多分体病毒。植物病毒专业知识专家讲座第13页（2）负单链RNA（-ssRNA）

病毒粒体中单链RNA不具侵染性，必需先产生互补链，才能翻译蛋白。植物弹状病毒基因组属这一类型。如小麦丛矮病。（3）双链RNA（dsRNA）

其中一条链含有mRNA作用。负链变正链才能作为mRNA。植物呼肠孤病毒基因组属这一类型。水稻矮缩病。植物病毒专业知识专家讲座第14页（4）单链DNA（ssDNA）联体病毒科（Geminiviridae）病毒含有这种类型基因组，复制时单链DNA先合成双链DNA，再以常规路径转录生成mRNA。（5）双链DNA（dsDNA）

核酸类型与高等动、植物相同，为互补双链DNA，花椰菜花叶病毒属（Caulimovirus）、杆状DNA病毒属（Badnavirus）含有这种类型基因组。植物病毒专业知识专家讲座第15页2、病毒粒体核酸含量球状病毒：15%~45%。线状及杆状病毒：5%~6%。弹状病毒：1%。植物病毒专业知识专家讲座第16页

植物病毒基因组很小，编码蛋白质种类也极少，按照其功效可分为结构蛋白和非结构蛋白。

结构蛋白是组成一个完整病毒粒体所需要蛋白，主要是外壳蛋白（coatprotein，CP）和囊膜蛋白，有些病毒还有基因组结合蛋白（VPg）。大多数植物病毒没有囊膜，其结构蛋白也就只有外壳蛋白。（二）蛋白质植物病毒专业知识专家讲座第17页

非结构蛋白是指病毒基因编码非结构必需蛋白，包含病毒复制需要复制酶、参加病毒运转运动蛋白等。植物病毒专业知识专家讲座第18页第三节植物病毒侵染和传输

大多数植物病毒是从机械或传毒介体所造成微伤（finewound）侵入寄主。一、植物病毒侵染和复制植物病毒专业知识专家讲座第19页

病毒侵染植物后，在活细胞内增殖后代需要两个步骤:

一是病毒核酸复制（replication），即病毒基因传递；

二是病毒基因表示（geneexpression），即病毒蛋白质合成。

植物病毒专业知识专家讲座第20页病毒粒体进入寄主细胞脱壳基因表示复制大量基因组及合成外壳蛋白病毒粒体装配植物病毒增殖植物病毒专业知识专家讲座第21页运转（移动），即病毒从植株某一部位扩散到另一部位过程（植株内扩散）。在植物叶肉细胞间移动称为胞间运转（移动）；经维管束输导组织运转称为长距离运转（移动）。二、病毒在植物体内运转（移动）植物病毒专业知识专家讲座第22页三、植物病毒传输传输，病毒从一株植物扩散到另一株植物过程（植株间扩散）。植物病毒只能被动传输，需借外界因子进入活细胞内。植物病毒为专性寄生物，不能离开活细胞。植物病毒传输方式能够分为介体传输和非介体传输。植物病毒专业知识专家讲座第23页(1)昆虫（2）真菌已发觉7种真菌传输19种病毒。（3）线虫

已知有5个属线虫介体传输约23种病毒（4）螨类介体：叶蚜螨和蛛螨

1、介体（vectors），能够传输病毒生物体。（一）植物病毒介体传输植物病毒专业知识专家讲座第24页按照介体与植物病毒之间生物学关系，可分为非持久性病毒（nonpersistentvirus）、半持久性病毒（semipersistentvirus）和持久性病毒（persistentvirus）三种类型。（1）传毒过程获毒期潜伏期传毒期持毒期：介体一次获毒后，能保持传毒能力时间。2、介体传毒特征（2）介体传毒方式植物病毒专业知识专家讲座第25页①持久性病毒

获毒期、潜伏期、传毒期、持毒期均较长（几小时至几天、十几天），病毒可进入介体血液循环系统，甚至在介体内增殖，介体获毒后，有可终生传毒或经卵由子代传毒。叶蝉、飞虱等传毒多属于这类。

饲毒时间较长，介体饲毒后病毒随唾液吸入到肠道，渗透过肠壁进入血淋巴，最终循回到口器唾液腺里，取食时随唾液进入植物体内。所以必须经过一定时期循回期才能传毒。植物病毒专业知识专家讲座第26页②非持久性病毒

获毒期、潜伏期、传毒期、持毒期均很短（几秒至几分钟），蚜虫传毒多属于这类，又称为口针传毒，蚜虫试探性取食即可传毒。特征是传毒介体在病植株上获毒饲育后病毒依附于口针里，在接种饲育时随同排出唾液进入寄主植物体内，所以介体饲毒短时间后即可传毒，病毒在介体体内没有循回期，传毒时间也很短。植物病毒专业知识专家讲座第27页③半持久性病毒

介于上述二者之间，介体获毒饲育期和传毒时间均较长。

植物病毒专业知识专家讲座第28页介体与病毒之间含有专化性。某一介体只传某一病毒或一些病毒，某一病毒只经某一或一些介体传。

2、专化性植物病毒专业知识专家讲座第29页（二）植物病毒非介体传输1、汁液传输（saptransmission）

汁液传输就是使病株汁液经过机械造成微伤进入健株体内使它发病，又称机械传输。

在试验室通常采取机械方法—汁液磨擦进行人工接种，经过微伤口使病毒进入植物体内。植物病毒专业知识专家讲座第30页2、种子传输（seedtransmission）

种子、块茎、球茎、鳞茎和花卉苗木等传输。植物病毒专业知识专家讲座第31页3、嫁接传输（grafttransmission）

有些果树病毒病害以嫁接传输为其唯一已知传输路径。植物病毒专业知识专家讲座第32页4、菟丝子传输（doddertransmission）

菟丝子传输病毒性质和嫁接传毒相同，能够经过其桥梁作用，将一株寄主植物病毒传递给另一株寄主。

植物病毒专业知识专家讲座第33页第四节植物病毒分类与命名植物病毒分类工作由国际病毒分类委员会（InternationalCommitteeonTaxonomyofVirus，ICTV）植物病毒分会负责。一、植物病毒分类植物病毒专业知识专家讲座第34页截至年，为ICTV所认可植物病毒种共有977个。ICTV将植物病毒划归为73个属，在其上建立了15个科、1个目。植物病毒可归为5个大类群：1、单链DNA（ssDNA）病毒类群2、双链DNA（dsDNA）病毒类群3、双链RNA（dsRNA）病毒类群4、负单链RNA（-ssRNA）病毒类群5、正单链RNA（+ssRNA）病毒类群植物病毒专业知识专家讲座第35页二、植物病毒命名采取得最多是英文俗名法:

寄主植物+症状（不采取斜体，常使用缩写）烟草花叶病毒（Tobaccomosaicvirus，TMV）黄瓜花叶病毒（Cucumbermosaicvirus，CMV）有按照发觉先后给予命名，如马铃薯X病毒（PotatovirusX，PVX）和马铃薯Y病毒（PotatovirusY，PVY）等。植物病毒专业知识专家讲座第36页当前国际上采取类似于拉丁双名法来命名植物病毒:

寄主名(缩写)+症状（缩写）+virus如TobaccoMosaicTobamovirus属名采取斜体书写。如黄瓜花叶病毒属记作Cucumovirus。植物病毒专业知识专家讲座第37页第五节植物病毒检测与病毒病害1、判别寄主

指用来判别某一病毒或其株系含有特定反应植物。凡是病毒侵染后能产生快而稳定、并含有特征性症状植物都可作为判别寄主。组合使用几个或一套判别寄主称为判别寄主谱。判别寄主谱中普通包含可系统侵染寄主、局部侵染寄主和不受侵染寄主。一、植物病毒检测（一）生物学检测植物病毒专业知识专家讲座第38页2、植物病毒粒体稳定性

对汁液传输病毒，可经过病株汁液体外性状（钝化温度、稀释限点和体外存活期）来测定。

植物病毒专业知识专家讲座第39页病毒粒体十分微小，只有在电子显微镜下才能观察到。内含体（二）电镜观察植物病毒专业知识专家讲座第40页（三）血清学检测

抗原（antigens）：一切能在动物体内诱导产生抗体物质，都叫抗原。蛋白、蛋白降解物、多糖等。

抗体（antibody）:是动物抵抗外来抗原而产生一个物质。抗原抗体结合过程叫血清学反应。抗血清（antiserum）:含有抗体血清。利用植物病毒外壳蛋白抗原特征，制备特异性抗血清。利用抗原抗体特异性结合能够判定病毒。

植物病毒专业知识专家讲座第41页（四）分子生物学检测1、聚合酶链式反应（PCR）

RT-PCR检测番木瓜环斑病毒电泳结果植物病毒专业知识专家讲座第42页2、核酸杂交原理：DNA—RNA碱基互补关系。杂交：DNA—RNA形成异质双链过程。利用依据已知序列合成或制备核苷酸片断—探针（probe）是否能与待测核酸杂交，判断与已知片断是否有同源性。植物病毒专业知识专家讲座第43页1、有一些植物在一定条件下隐症带毒，即植物受到病毒侵染但不表现显著症状。2、还有一些病毒引发观赏植物颜色和形态变异，反而增加了植物观赏价值，荷兰郁金香杂色变种等。3、植物病毒病害观察不到病征。4、症状表现受温度影响较大，常发生高温或低温隐症现象。二、植物病毒病害（一）特点植物病毒专业知识专家讲座第44页5、绝大多数植物病毒侵入寄主植物后能够引发植物叶片不一样程度斑驳、花叶或黄化，同时伴随有不一样程度植株矮化、丛枝等病害症状，以及产量降低。有一些病毒引发卷叶、植株畸形。少数病毒还能在叶片或茎秆上造成局部坏死或瘤肿、脉肿等增生症状。花叶症状黄化畸型植物病毒专业知识专家讲座第45页（二）主要植物病毒属、种1、烟草花叶病毒（TMV）烟草花叶病毒属经典种（1）病毒粒体特征：杆状粒体（18×300nm），（+）

ssRNA（2）寄主范围与症状：寄主范围广（如烟草、番茄、辣椒、

豆类等），多引发花叶症状（3）机械传毒极易成功（4）病毒稳定性强植物病毒专业知识专家讲座第46页2、黄瓜花叶病毒（CMV）黄瓜花叶病毒属经典种（1）病毒粒体球状（正二十面体，28nm），（+）

ssRNA（2）寄主范围广（60多个科、500来种植物）（3）传毒：经机械传毒、各种蚜虫非持久性传、种子

传毒植物病毒专业知识专家讲座第47页3、马铃薯Y病毒属Potyvirus（1）植物病毒中最大一个属，含有75个种和93个

可能种，有许多引发主要农作物病害。马铃薯Y病毒（PVY），引发许多茄科植物病毒病大豆花叶病毒（SMV），引发豆科植物花叶病西瓜花叶病毒2号（WMV-2）：引发瓜类花叶病番木瓜环斑病毒（PRSV）：引发番木瓜花叶病（2）病毒粒体线状（750×12nm），(+)ssRNA（3）传输：各种蚜虫非持久性传输，部分病毒能够种子传输（4）全部种均可在寄主细胞内产生风轮状内含体。植物病毒专业知识专家讲座第48页（三）植物病毒病防治1、检疫预防危险性病毒从境外传入2、无病种苗无病留种高温处理茎尖脱毒培养（结合检验检测）3、作物合理布局减缓病害流行速度、降低重大损失4、培育和采取抗病品种常规育种、基因工程育种5、去除早期病株、防除传毒介体银灰色避蚜6、农业办法调整播期、田园清洁（除杂草）、加强肥水管理7、其它弱株系保护作用、药剂防治植物病毒专业知识专家讲座第49页第七章植物病害诊疗植物病毒专业知识专家讲座第50页诊疗（diagnosis）就是判断植物生病原因，确定病原类型和病害种类，为病害防治提供科学依据。异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细菌病害病毒病害线虫病害寄生性植物植物病毒专业知识专家讲座第51页诊疗程序首先是仔细观察病植物全部症状，寻找对诊疗有关键性作用症状特点，如有没有病征?是否大面积同时发生?等等。其次是问询和查对资料,仔细分析，要掌握尽可能多病例特点，结合镜检、剖检等全方面检验，自然界里改变万千，任何经典症状都有可能有例外。植物病毒专业知识专家讲座第52页柯赫氏法则(Koch’sRule)柯赫氏法则又称柯赫氏假设(Koch’spostulates)，通常是用来确定侵染性病害病原物操作程序。如发觉一个不熟悉或新病害时，就应用柯赫氏法则四步来完成诊疗与判定。植物病毒专业知识专家讲座第53页柯赫氏法则详细内容：（1）在病植物上常伴随有一个病原生物存在；（2）该微生物可在离体或人工培养基上分离纯化而得到纯培养；（3）将纯培养接种到相同品种健株上，表现出相同症状病害；（4）从接种发病植物上再分离到其纯培养，性状与原来微生物统计相同。植物病毒专业知识专家讲座第54页植物病害诊疗关键点植物病害诊疗，首先要区分是属于侵染性病害还是非侵染性病害。许多植物病害症状有很显著特点。在多数情况下，正确诊疗还需要作详细和系统检验，而不但仅是依据外表症状。植物病毒专业知识专家讲座第55页（一）侵染性病害病害有一个发生发展或传染过程；在特定品种或环境条件下，病害轻重不一；在病株表面或内部能够发觉其病原体存在(病征)，它们症状也有一定特征。大多数真菌病害、细菌病害、线虫病害以及全部寄生植物能够在病部表面看到病原物，少数要在组织内部才能看到，多数线虫病害侵害根部，要挖取根系。有些真菌和细菌病害，全部病毒病害和原生动物病害，在植物表面没有病征，但症状特点依然是显著。植物病毒专业知识专家讲座第56页1、寄生植物引发病害：在病植物体上或根际能够看到其寄生物，如寄生藻、菟丝子、独脚金等