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跨物种传播的植物病毒——辣椒轻斑驳病毒(PMMoV)

2022-07-14 21:36 作者:制御秘书长杜鹃  | 我要投稿

       今天介绍的病毒是辣椒轻斑驳病毒(Pepper Mild Mottle Virus,PMMoV)。它是烟草花叶病毒的亲戚,也是唯一一个可以跨物种传播的植物病毒。

简介

辣椒轻斑驳病毒

        辣椒轻斑驳病毒(PMMoV)是一种发生在世界各地大田栽培的甜椒、辣椒和观赏辣椒品种上的植物病原性病毒。它是烟草花叶病毒家族(Tobamovirus)的成员。该病害的症状因品种而异,典型症状包括叶片褪绿、发育不良、果实结构扭曲和块状。该病毒通过机械传播和受感染的种子传播。修耕是控制这种疾病的最好方法,因为一旦植物被感染就无法治疗,只有经过病原体检测和处理的种子才应该种植。

历史

        PMMoV的起源已联系到番茄花叶病毒——这是另一种属于烟草花叶病毒家族的病毒。突尼斯《植物保护杂志》从法国1964年的一项研究中得出PMMoV和ToMV之间的联系。ToMV广泛影响茄科作物,该病毒的一个毒株可能突变为PMMoV。

宿主与症状

       辣椒轻斑驳病毒是辣椒(Capsicum spp.)的主要病毒病原体,PMMoV的寄主范围包括辣椒(Capsicum spp.)的大部分品种。该病毒株不感染番茄、茄子或烟草;然而,烟草花叶病毒家族的其他成员可以感染这些其他宿主。至少4种烟草花叶病毒家族的病毒感染辣椒:辣椒轻斑驳病毒(PMMoV)、烟草花叶病毒(TMV)、番茄花叶病毒(ToMV)和烟草微绿花叶病毒(TMGMV)。

        已知这种病原体在世界各地都有发生,它经常导致大田和温室种植作物的重大损失或减少。澳大利亚、日本、中国、欧洲和北非等地都发现了这种病毒。自1997年以来,PMMoV一直是东南部各州即乔治亚州和佛罗里达州许多重大疫情的起因。

        这种病原体引起的症状因具体的寄主品种而异;然而,大多数症状在不同的宿主之间是非常相似的。症状通常包括不同程度的斑驳,褪绿,卷曲,矮化,扭曲的果实,叶子,甚至整个植物。果实的症状包括:大小缩小,斑驳和颜色变化,以及明显的扭曲和块状外观。此外,在叶子和果实上还能看到许多褐色的坏死条纹或斑点。这些症状很容易在新生长的植株上看到,如果植株在幼小时被感染,它们会比在年老时更明显

      这种疾病是有害的,因为叶面症状轻微不被注意,直到更明显的症状出现在果实上。这就是为什么会有更高的产量损失,因为症状只有在作物应该收获前的结果阶段才会显现出来。

病毒的特征

电子显微镜下的辣椒轻斑驳病毒

        辣椒轻斑驳病毒是一种棒状、无包膜、单链正义RNA病毒,直径约18纳米,长度约300-310纳米,等电点(病毒带中性电荷时的pH值)在3.7 - 3.8之间。它可以很容易通过机械接种或植物间接触或其他携带病原体的介质(如手、手套和衣服)传播给健康植物。该病毒通常在种皮外层发现,很少在受感染植物种子的胚乳中发现。作为种子传播,病毒主要通过在种子移植和其他农业程序的机械污染感染。它通过微小的擦伤或伤口进入植物/种子。这种病毒是在体外培养的,在这种情况下,这意味着它可以在隔离的环境中生存,而且由于具有高度传染性,它很容易在正常的作物维护过程中传播。PMMoV非常稳定,众所周知,它可以在植物碎片、温室结构、花盆和园艺工具上存活很长一段时间。辣椒轻斑驳病毒没有已知的昆虫病媒,然而,人类可被认为是这种病原体的主要传播媒介。

环境

        这种病毒很普遍,几乎在辣椒种植的任何地方都能发现,这是因为这种病毒通常是随着辣椒种子引入的。病毒在种子上远距离传播,通过植物与植物的接触短距离传播,通过受污染的器具和工人处理植物有助于病毒的传播有机质含量低的土壤,特别是腐殖质,更容易促进PMMoV的吸附。其中,异质粘土和铁矿物对PMMoV的吸附有促进作用

        疾病的发病率主要发生在温室环境和炎热潮湿的环境,如佛罗里达西南部和东南部,以及北非和日本等地区。这表明哪种土壤最适合病毒生长;温暖或炎热和潮湿。特别是大棚,是该病迅速传播的理想生产环境

疾病的控制

        预防的主要手段是溴甲烷(CH3Br)的种植前处理,然而在2005年,《蒙特利尔议定书》禁止进口和生产这种熏蒸化学品。日本的一项关于土壤吸附作用在PMMoV吸附中的研究发现了一种现代有机预防方法。研究发现,土壤中腐殖质含量的增加会对PMMoV的吸附有抑制作用

       与所有植物病毒一样,特别是与烟草花叶病毒家族的病毒一样,避免感染是最好的控制手段。种植者必须实行良好的卫生程序,只种植干净的种子。种植者在处理植物时也必须小心,有擦伤或伤口的植物会给病毒进入植物组织的机会。一旦植物被感染,没有化学或生物控制方法可以用来控制病害。虽然PMMoV的准确识别常常是一项挑战,但它是成功控制该病的关键。

        患病的植物材料在完全分解之前都是具有传染性的。耕作、增加灌溉和高温会促进土壤中植物物质的分解。土壤中任何受感染的植物材料都可以作为后续作物的接种源,因此,如果可能的话,应实行轮作。应清除志愿辣椒和杂草,特别是茄科植物(如茄属植物),以减少可能的感染源。由于烟雾会传播疾病,因此应该将患病植物掩埋或堆肥,而不是焚烧。堆肥的患病植物遗骸不应用于胡椒作物或其他茄科作物。

重要性


发现支持植物病毒进入无脊椎动物和脊椎动物世界的边界

        控制这种病毒对全世界的辣椒生产很重要,但最近的研究表明,这种植物疾病可能会传染给人类。法国的一项研究发现了PMMoV的当地来源,并将粪便中PMMoV RNA的存在与特定的免疫反应和临床症状联系起来。虽然临床症状可归因于另一辅助因素,包括辛辣食物,但本研究的数据提示植物病毒可能在人类中起直接或间接的致病作用

         PMMoV是环境中粪便污染的一个指标。在美国和新加坡进行的一项早期研究在大多数参与者的粪便样本中检测到PMMoV,其浓度高达每克干粪10^9拷贝,在世界各地的废水中始终发现其浓度超过每毫升原污水100万拷贝定量PCR用于测定来自各种动物的原污水、处理过的废水、暴露于废水的海水、粪便样本和/或肠道匀浆中PMMoV的丰度。

        PMMoV通常存在于受人类活动(即废水)影响的地表水中,如地下水、溪流、湖泊、河流、河口和一些海洋。在饮用水中发现PMMoV,在美国、日本和瑞典等国家都有痕量PMMoV与大肠杆菌或腺病毒等与废水相关的其他指示性病毒和细菌相比,PMMoV对现有的水和废水处理工艺更具抵抗力,使其成为跟踪环境中人为污染的理想选择。

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