植物病毒的危害与防治 (植物病毒的症状和危害)

编译 | 张永彩

几个月来,我们已经被新型冠状病毒如何毫不费力地在人类之间传播的信息所淹没。人们对于这种可能来源于动物的病毒在全球范围内造成的巨大和破坏性影响感到震惊。很多人都想知道植物病毒是否也会如此?我们有被植物病毒感染的风险吗?

这些问题的答案很简单:不!虽然每次我们吃蔬菜或水果时会吃进成千上万的植物病毒,但不会因摄入它而患病。

植物病毒都有哪些,植物的病毒

▲植物诊断中心

为什么植物病毒对人类无害?

植物病毒由一个小的基因组组成,通常只有一层蛋白质外壳。它们非常特殊,需要借助植物细胞来生存和繁殖。其中一些病毒也相当“挑剔”,只能存在于少量特定的寄主植物中。番茄褐果病毒(ToBRFV)就是一个例子。有试验发现,在茄子、*草烟**和黑龙葵等植物中,该病毒的危害只有番茄和一些椒类。而人类身体中没有其生存的环境,因而不会被感染。

植物病毒如何传播?

植物病毒强烈地依赖其宿主进行繁殖和传播。感染病毒时,植物细胞变成了病毒小工厂,帮助病毒复制其遗传物质。在制造的蛋白质时将病毒颗粒包含进去。在植物内部,病毒通过细小的管道转移到其他细胞,也可以通过韧皮部中的筛管转移到植物的其他部分。但是病毒是如何从一株植物传播到另一株植物的呢?答案是:许多植物病毒能够通过叶片间的相互摩擦入侵邻近植物的细胞。如果植物有微小的伤口,病毒就可以将它作为切入点。因为植物有坚固的细胞壁,病毒很难侵入,因此它需要利用受损的植物组织来入侵新植物。任何移动或破坏植物细胞壁的因素——比如风折断、衣服摩擦、机器切刀和其他设备——都可能让病毒当作载体传播到周围的植物上。

另外,通常情况下,昆虫、线虫、螨虫、鸟类以及真菌等与病毒之间存在特定的相互作用,它们通常会被当作载体,将病毒从一个宿主传播到另一个宿主,比如甲虫、传粉者和鸟类。除此以外,还有少数病毒通过花粉和种子传播。另一个传播途径是通过营养繁殖的插条、嫁接、鳞茎和块茎。

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▲菊花类病毒症状

可恶的小东西

由于病毒造成经济损失,科学家对一些植物致病病毒进行了广泛研究。它们可以导致植物生长紊乱,有些外在表现很明显,有些却表现出不那么明显的症状,常见的有叶子变形、坏死、生长发育不良和环斑等。

在大多数情况下,惟一可见的症状是叶子变黄,从轻微的斑驳到严重的马赛克。通常,在受感染的寄主植物上不容易看到上述两种或两种以上症状结合。这一微小的细节使得即使是训练有素的专业人士,也很难在没有明显症状的作物中来发现病毒感染,以至于不得不依赖于实验室中分子诊断测试技术来识别,例如蝴蝶兰中的病毒。众所周知,许多病毒会感染兰花,但只有少数会带来经济风险。只有大花兰花叶病毒(CymMV)、齿舌环斑病毒(ORSV)和番茄斑点枯萎病毒(TSWV)和黄瓜花叶病毒(CMV)被认为特别危险。大约10年前,一些蝴蝶兰出现了绿斑以及其他类似病毒的症状,在兰花种植者中引起了相当大的焦虑。这种疾病曾被错误地称为“台湾病毒”,因为受感染的植物大多来自台湾,但是又与已知的蝴蝶兰易感病毒没有关联。后来,经过广泛研究后发现,一种以前只与辣椒和番茄的疾病有关的病毒——辣椒黄化病毒(CaCV-Ph),以及蝴蝶兰绿斑病毒(PhCSV)等都可能与上述观察到的一系列症状相关。从那时起,就有了专门的测试检测对苗圃和花卉业造成重大影响的兰花病毒。

尽管我们常常可以从病毒的名称中推断出它们引起的主要症状,但反过来仅根据这些症状就判断病毒并不容易。此外,新病毒以及在新的寄主植物中出现的新病毒的会频繁出现。

并不是所有的病毒都有害

尽管人们强烈关注着致病性植物病毒,但是却有许多植物病毒根本没有害处。一些病毒可能会与寄主植物“和平”共存,而且它们通常在植物的整个生命周期中都不产生任何症状。此外,在某些条件下,它们中的一些甚至还是有益的,可以帮助植物应对干旱威胁(美国宾夕法尼亚州立大学Marilyn Roossinck研究小组的研究)。

另一个“好病毒”的例子是三叶草隐病毒,它能帮助调节宿主植物体内的氮水平。还有一些病毒确实会以一种非常美妙的方式引起症状。如病毒可以导致花裂,感染了伦勃朗郁金香碎色病毒的郁金香花瓣有了美丽的条纹和裂纹;被南天竹茎痘病毒感染的南天竹会使叶片变红;被静脉黄化病毒感染的天竺葵叶脉变淡;一串红‘舞动的火焰’叶片上,出现了尖锐细碎的马赛克斑点。这些病毒感染产生了具有商业价值的观赏品种。还有些病毒会导致植物发育迟缓,如果在某些希望获得更吸引人的紧凑生长习性的植物中引入这种病毒,可以达到矮化的效果。

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▲蝴蝶兰叶片表现出齿舌环斑病毒症状

如何控制植物病毒病

植物病毒的世界相当复杂,它们与宿主的紧密联系使得一旦发生感染,种植者几乎不可能有效地控制它们。对于那些持续威胁经济作物的植物病毒,让种植者和病毒学家一直处于高度戒备状态。植物一旦出现症状,就必须移除受感染的植物。在实验室或现场进行早期检测,甚至在症状显现前进行常规筛查。很多机构,包括比利时的佛兰德斯农业、渔业和食品研究所(ILVO)的植物诊断中心都可以提供这项服务。

预防是控制病毒的重要手段。这意味着种植者应该从开始就要使用健康、经过认证的繁殖材料,并且在整个生长季节对生产设施采取卫生保护措施。这一过程不仅可以阻止病毒本身的传入,而且还阻止已知病毒载体侵入作物。如果受到昆虫、线虫或其他病媒感染,可以采用一些现成的治疗性控制策略,包括生物治疗。

当然植物本身也能很好地对抗这些小攻击者。在植物细胞内部,拥有一种有效的防御机制。幸运的是,大多数时候植物都是赢家。

(原文作者:Kris De Jonghe 图片:ILVO/Philippe Vanoutrive)