植物病毒主题医学知识

病毒（virus）是一组（一种或一种以上）DNA或RNA核酸分子，包围在蛋白或脂蛋白外壳内，在合适的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结构简单的（核酸+蛋白或脂蛋白衣壳）；②严格专性寄生的（依赖寄主的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、病毒的定义寄生植物的称为植物病毒（plantvirus）；寄生动物的称为动物病毒（animalvirus）；医学病毒（人类病毒）；真菌病毒；寄生细菌的称为噬菌体（细菌病毒bacteriophage）。根据病毒的寄主类型，习惯上将病毒划归为下列几大类群：

目前已研究和命名的植物病毒达1000多种，其中许多为重要的农作物病原，其所造成的损失仅次于真菌病害。

在我国北方麦区间歇性暴发的小麦黄矮病（Barleyyellowdwarf）平均造成30%的产量损失。在油菜上，因病毒病造成的产量损失常年达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。@病毒粒体：病毒的基本存在形式（形态）。@病毒粒体的形态微小，只有在放大数万倍的电镜下才能观察到，其度量单位通常采用纳米（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。第二节植物病毒的一般性状一、植物病毒的形态

杆状或线状病毒：蛋白质亚基螺旋状排列，中间是一个由核酸构成的空心管子，核酸也呈螺旋状排列，嵌入到螺旋状排列的蛋白质亚基内端。如，TMV杆状粒体。球状病毒：蛋白质亚基镶嵌在粒体表面，构成多面体形，内心是病毒的核酸；球状病毒并非光滑的球体，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、植物病毒的结构

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

1、植物病毒的核酸类型植物病毒的基因组多数为核糖核酸（RNA），少数为脱氧核糖核酸（DNA）。根据核酸性质及功能，可将植物病毒基因组分为下列5种类型：（1）正单链RNA（+ssRNA）单链RNA具有侵染性，可以直接翻译，起mRNA的作用。大部分重要植物病毒的基因组属这一类型。70%，TMV，CMV，PVY；多分体病毒。（2）负单链RNA（-ssRNA）

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

其中一条链具有mRNA的作用。负链变正链才能作为mRNA。植物呼肠孤病毒的基因组属这一类型。水稻矮缩病。（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，再以常规途径转录生成mRNA。（5）双链DNA（dsDNA）

核酸类型与高等动、植物的相同，为互补的双链DNA，花椰菜花叶病毒属（Caulimovirus）、杆状DNA病毒属（Badnavirus）具有这种类型基因组。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%。

植物病毒的基因组很小，编码的蛋白质种类也很少，按照其功能可分为结构蛋白和非结构蛋白。

结构蛋白是构成一个完整病毒粒体所需要的蛋白，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

非结构蛋白是指病毒基因编码的非结构必需的蛋白，包括病毒复制需要的复制酶、参与病毒运转的运动蛋白等。第三节植物病毒的侵染和传播

大多数植物病毒是从机械的或传毒介体所造成的微伤（finewound）侵入寄主。一、植物病毒的侵染和复制

病毒侵染植物后，在活细胞内增殖后代需要两个步骤:

一是病毒核酸的复制（replication），即病毒的基因传递；

二是病毒基因的表达（geneexpression），即病毒蛋白质合成。

病毒粒体进入寄主细胞脱壳基因表达复制大量的基因组及合成外壳蛋白病毒粒体装配植物病毒的增殖运转（移动），即病毒从植株的某一部位扩散到另一部位的过程（植株内扩散）。在植物叶肉细胞间的移动称为胞间运转（移动）；经维管束输导组织的运转称为长距离运转（移动）。二、病毒在植物体内的运转（移动）三、植物病毒的传播传播，病毒从一株植物扩散到另一株植物的过程（植株间扩散）。植物病毒只能被动传播，需借外界因子进入活的细胞内。植物病毒为专性寄生物，不能离开活细胞。植物病毒传播方式可以分为介体传播和非介体传播。(1)昆虫（2）真菌已发现7种真菌传播19种病毒。（3）线虫

已知有5个属的线虫介体传播约23种病毒（4）螨类介体：叶蚜螨和蛛螨

1、介体（vectors），可以传播病毒的生物体。（一）植物病毒的介体传播按照介体与植物病毒之间的生物学关系，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，能保持传毒能力的时间。2、介体传毒特性（2）介体传毒方式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，有的可终生传毒或经卵由子代传毒。叶蝉、飞虱等传毒多属于此类。

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，最后循回到口器的唾液腺里，取食时随唾液进入植物体内。因此必须经过一定时期的循回期才能传毒。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），蚜虫传毒多属于此类，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的唾液进入寄主植物体内，因此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。③半持久性病毒

介于上述两者之间，介体获毒饲育期和传毒时间均较长。

介体与病毒之间具有专化性。某一介体只传某一病毒或某些病毒，某一病毒只经某一或某些介体传。

2、专化性（二）植物病毒的非介体传播1、汁液传播（saptransmission）

汁液传播就是使病株的汁液通过机械造成的微伤进入健株体内使它发病，又称机械传播。

在实验室通常采用机械的方法—汁液磨擦进行人工接种，通过微伤口使病毒进入植物体内。2、种子传播（seedtransmission）

种子、块茎、球茎、鳞茎和花卉苗木等传播。3、嫁接传播（grafttransmission）

有些果树病毒病害以嫁接传播为其唯一已知的传播途径。4、菟丝子传播（doddertransmission）

菟丝子传播病毒的性质和嫁接传毒相同，可以通过其桥梁作用，将一株寄主植物的病毒传递给另一株寄主。

第四节植物病毒的分类与命名植物病毒的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、植物病毒的分类截至2000年，为ICTV所承认植物病毒种共有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）病毒类群二、植物病毒的命名采用得最多的是英文俗名法:

寄主植物+症状（不采用斜体，常使用缩写）烟草花叶病毒（Tobaccomosaicvirus，TMV）黄瓜花叶病毒（Cucumbermosaicvirus，CMV）有的按照发现的先后给予命名，如马铃薯X病毒（PotatovirusX，PVX）和马铃薯Y病毒（PotatovirusY，PVY）等。目前国际上采用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属名采用斜体书写。如黄瓜花叶病毒属记作Cucumovirus。第五节植物病毒检测与病毒病害1、鉴别寄主

指用来鉴别某一病毒或其株系的具有特定反应的植物。凡是病毒侵染后能产生快而稳定、并具有特征性症状的植物都可作为鉴别寄主。组合使用几种或一套鉴别寄主称为鉴别寄主谱。鉴别寄主谱中一般包括可系统侵染的寄主、局部侵染的寄主和不受侵染的寄主。一、植物病毒的检测（一）生物学检测2、植物病毒粒体的稳定性

对汁液传播的病毒，可通过病株汁液的体外性状（钝化温度、稀释限点和体外存活期）来测定。

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（三）血清学检测

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

抗体（antibody）:是动物抵抗外来的抗原而产生的一种物质。抗原抗体的结合过程叫血清学反应。抗血清（antiserum）:含有抗体的血清。利用植物病毒外壳蛋白的抗原特性，制备特异性的抗血清。利用抗原抗体特异性结合可以鉴定病毒。

（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形成异质双链的过程。利用根据已知序列合成或制备的核苷酸片断—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。1、有一些植物在一定的条件下隐症带毒，即植物受到病毒的侵染但不表现明显的症状。2、还有一些病毒引起观赏植物颜色和形态的变异，反而增加了植物的观赏价值，荷兰的郁金香杂色变种等。3、植物病毒病害观察不到病征。4、症状表现受温度的影响较大，常发生高温或低温隐症现象。二、植物病毒病害（一）特点5、绝大多数的植物病毒侵入寄主植物后可以引起植物叶片不同程度的斑驳、花叶或黄化，同时伴随有不同程度的植株矮化、丛枝等病害症状，以及产量的降低。有一些病毒引起卷叶、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（二）重要的植物病毒属、种1、烟草花叶病毒（TMV）烟草花叶病毒属典型种（1）病毒粒体特性：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），多引起花叶症状（3）机械传毒极易成功（4）病毒稳定性强2、黄瓜花叶病毒（CMV）黄瓜花叶病毒属典型种（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、多种蚜虫非持久性传、种子

传毒3、马铃薯Y病毒属Potyvirus（1）植物病毒中最大的一个属，含有75个种和93个

可能种，有许多引起重要农作物病害。马铃薯Y病毒（PVY），引起许多茄科植物病毒病大豆花叶病毒（SMV），引起豆科植物花叶病西瓜花叶病毒2号（WMV-2）：引起瓜类花叶病番木瓜环斑病毒（PRSV）：引起番木瓜花叶病（2）病毒粒体线状（750×12nm），(+)ssRNA（3）传播：多种蚜虫非持久性传播，部分病毒可以种子传播（4）所有种均可在寄主细胞内产生风轮状内含体。（三）植物病毒病的防治1、检疫防止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、减少重大损失4、培育和采用抗病品种常规育种、基因工程育种5、清除早期病株、防除传毒介体银灰色避蚜6、农业措施调节播期、田园清洁（除杂草）、加强肥水管理7、其他弱株系保护作用、药剂防治第七章植物病害的诊断诊断（diagnosis）就是判断植物生病的原因，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诊断的程序首先是仔细观察病植物的所有症状，寻找对诊断有关键性作用的症状特点，如有无病征?是否大面积同时发生?等等。其次是询问和查对资料,仔细分析，要掌握尽量多的病例特点，结合镜检、剖检等全面检查，自然界里变化万千，任何典型症状都有可能有例外。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的操作程序。如发现一种不熟悉的或新的病害时，就应用柯赫氏法则的四步来完成诊断与鉴定。柯赫氏法则具体内容：（1）在病植物上常伴随有一种病原生物存在；（2）该微生物可在离体的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的健株上，表现出相同症状的病害；（4）从接种发病的植物上再分离到其纯培养，性状与原来微生物记录相同。植物病害诊断要点植物病害的诊断，首先要区分是属于侵染性病害还是非侵染性病害。许多植物病害的症状有很明显的特点。在多数情况下，正确的诊断还需要作详细和系统的检查，而不仅仅是根据外表的症状。（一）侵染性病害病害有一个发生发展或传染的过程；在特定的品种或环境条件下，病害轻重不一；在病株的表面或内部可以发现其病原体存在(病征)，它们的症状也有一定的特征。大多