木尔坦棉花曲叶病毒已对我国棉花生产构成严重威胁

木尔坦棉花曲叶病毒是引起巴基斯坦和印度棉花曲叶病流行的主要病原之一,是由烟粉虱以持久方式传播。近年来,在广东和广西分别发现了严重侵染朱槿和黄秋葵的木尔坦棉花曲叶病毒。虽然广东和广西不种植棉花,但该病毒传播介体烟粉虱在广东、广西及我国棉花产区都有分布。因此该病毒的入侵,对我国棉花生产构成严重威胁。

木尔坦棉花曲叶病毒及其伴随的β卫星分子复合侵染引起广东棉花曲叶病

【目的】明确引起广东棉花曲叶病的病原,为该病害的防控提供理论依据。【方法】应用PCR、滚环扩增(rolling circle amplification,RCA)、基因克隆及测序等技术获得病毒分离物GD01基因组及卫星分子的序列,并对序列进行分析;通过构建GD01及其β卫星分子的侵染性克隆p GreenⅡ049-1.6A、p GreenⅡ049-2.0β和利用农杆菌介导的注射接种方法,测定GD01及其β卫星分子对棉花的致病性;进一步通过Southern blot检测对接种植株进行分析与验证。【结果】侵染广东棉花的病毒分离物GD01基因组仅含A组分(DNA-A),其全长为2 737nt,且与在中国发现的木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCu Mu V)第一个分离物朱槿分离物G6序列相似性为100%。该病毒分离物也伴随有β卫星分子,其全长为1 345 nt,与G6伴随的β卫星分子(Cotton leaf curl Multan betasatellite isolate G6,CLCu Mu B-[G6])序列相似性为99.9%。构建了GD01 DNA-A及其β卫星分子侵染性克隆p GreenⅡ049-1.6A、p GreenⅡ049-2.0β,农杆菌注射接种本氏烟,接种后15 d,二者混合接种的本氏烟植株新出的叶片表现明显的皱缩、卷曲等症状;随着时间的推移,本氏烟的症状越来越明显。农杆菌注射接种棉花,接种后30 d,二者混合接种的棉花植株新出叶片开始出现叶脉变深绿色,叶片卷曲等症状;接种后90 d,二者混合接种的植株大部分叶片表现为叶片向上卷曲、叶脉深绿色、叶脉肿大等典型棉花曲叶症状,且与田间自然病株症状相同,而二者各自单独接种的棉花植株没有产生明显的症状。Southern blot检测结果显示,表现典型曲叶症状的接种棉花植株均含有GD01 DNA-A及其β卫星分子,进一步支持这些症状是由GD01 DNA-A及其β卫星分子的共同侵染引起。【结论】病毒分离物GD01 DNA-A及其伴随的β卫星分子与入侵中国的CLCu Mu V第一个分离物朱槿分离物G6相同,CLCu Mu V-[GD01]及其伴随的CLCu Mu B-[GD01]复合侵染引起广东棉花曲叶病,利用农杆菌介导的侵染性克隆接种法,完成了CLCu Mu V及其CLCu Mu B复合侵染引起棉花曲叶病的柯赫氏法则(Koch's Postulates)。

基于Maxent模型的棉花曲叶病在中国的适生性分析

棉花曲叶病是棉花上一种毁灭性的病害,其主要病原木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCu Mu V)已入侵我国广东、广西、海南、福建、云南和江苏等地,明确其可能的适生区域对该病毒病的科学监测和综合防控意义重大。本研究以棉花曲叶病的分布数据为基础,综合考虑其传播介体烟粉虱、中间寄主朱槿、寄主棉花的分布区域,利用Maxent模型对棉花曲叶病在中国的潜在适生区进行预测。结果表明,长江流域棉区、黄河流域棉区的大部分区域都属于棉花曲叶病的适生区,而西北内陆棉区的适生程度较低,大部分为低度适生区;其中,高度适生区主要集中在长江流域棉区的湖南、江西、浙江、安徽、江苏、湖北,此区域也适宜朱槿的种植。因此,华南地区已流行危害的木尔坦棉花曲叶病毒向北入侵到我国棉花主产区的风险极高,其中长江流域棉区将是该病害发生及防控的重点区域。

棉花曲叶病研究进展

棉花曲叶病(Cottonleafcurldisease,CLCuD)是棉花上的重要病害,在巴基斯坦和印度已造成严重危害。已发现7种双生病毒与亚洲和非洲发生的CLCuD相关,在田间这些双生病毒常复合侵染且病毒基因组重组现象较为普遍。CLCuD伴随不同类型的小分子DNA,其中新型卫星DNA分子———DNAβ与CLCuD致病性紧密相关,是诱导田间典型症状所必需的。重组导致CLCuD的病毒多样化,而DNAβ分子能与不同双生病毒互作,这可能是引起CLCuD流行的重要原因。本文介绍了CLCuD的分布与危害、病害病原致病因子的发现及CLCuD病害复合体各组份之间的互作、病毒及小分子DNA的变异与进化关系、病害流行及防治等方面的研究进展。