李痘病毒 :1915年在保加利亚发现的病毒

更新时间:2024-09-21 05:27

李痘病毒(Plum Pox 病毒,简称PPV),又称环面李痘病毒、李树痘病毒,是石榴属植物(如桃、杏、李、杏仁、樱桃等)最严重的病毒疾病。该病毒最早在保加利亚被发现,后来在一段时间内蔓延广泛。李痘病毒由蚜虫传播,或通过携带病毒的植物移动到新地区。尽管李痘病毒对消费者无害,但会导致石榴类水果酸度增高和变形,影响市场销售。目前,防治李痘病毒的唯一方法是销毁所有受感染的树木,这可能会导致重大经济损失。

正文

学名  Plumpox 病毒

异名  李树病毒7(李属 virus7); 环面李痘病毒(Annulus pruni); 李树痘病毒(Sarka virus)

英文名  Plum pox virus 缩写:PPV

分类地位  马铃薯Y病毒科马铃薯Y病毒组

分布

PPV最先于1915年在保加利亚发现,然后1936年在南斯拉夫社会主义联邦共和国,1941年罗马尼亚发现,大约30年后PPV在大多数欧洲国家都发现,包括:阿尔巴尼亚澳大利亚、保加利亚、塞浦路斯、前捷克斯洛伐克埃及法国德国、希腊、匈牙利意大利卢森堡、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、西班牙叙利亚土耳其、英国、苏联、前南斯拉夫。基于这种分布,PPV是典型的欧洲大陆的病毒,特别是中部和南部地区。根据该病毒的侵染症状,新西兰的杏树上也发现这种病毒。随着植物材料的世界性分布,美国也面临着PPV侵染的危险。

寄主植物

PPV能侵染很多木本科和草本科寄主。木本寄主包括李属24个易侵染种类。能够在一些很重要的经济作物(包括李,杏,桃,樱桃李欧洲李)的叶子和果树上引起痘泡症状。最主要的自然寄主是Prunus spinosa,通常不出现任何症状(Jordovi,Festi \u0026Tankovi,1969)。起初认为PPV侵染仅仅局限于李属,Sutic et al(1972a)认为花楸属 domestica是PPV的实验寄主。但是Van Oosten(1970,1971)发现,180种(28科)实验植物中8科60种植物是新的寄主,其中有的是寄主植物,有的是园艺植物,包括宝盖草(Lamiun amplexicaule)、ranunculus arvensis,龙葵茄属 nigrum)和百日草(zinnia elegans)。

自然寄主范围和症状

西梅李属 domestica栽培品种Poegaca(Kjustendilska sliva)、Hauszwetsche或Grosse Grüne Reneklode:叶片上出现严重的扩散淡绿环或斑驳,Po?egaca,czar 和Hauszwtsche品种的水果会出现严重的痘泡症状,果皮上出现深色的环,果肉出现红色或淡红色,果核带褐色斑点,大约有90%果实在未成熟前落果。

桃(Prunus persica):叶片出现黄化叶脉、褪绿斑点和畸形,果皮出现散布的淡黄色斑点。(Schuch,1962)

杏(Prunus armeniaca):叶片出现散布的暗绿色斑和线,果实变形,果皮散布着坏死环,核上有黄色的环。(Németh,1964)

易受侵染的诊断寄主的种类及症状:

菊叶香藜藜属 foetidum):叶片出现散布的带黄色的或坏死的局部斑点。(Németh,1964)无系统症状。

田野毛茛(Ranumvulus arvensis):黄色的局部枯斑和系统的同心环(Van Oosten,1970)。

Nicandra physalodes:黑褐色坏死枯斑。

李属 domestica cvs Italian prune and pozegaca:褪绿环、条带和斑点。

P.Japonica:萎黄斑。

P.Maritima:萎黄斑,叶脉坏死。

P.Sibirica:暗淡的线条。

P.Tomentosa:幼叶变形和偏上行,老叶褪绿斑和坏死斑。

花楸属domestica:黄斑,叶片萎黄。

不易侵染的诊断寄主的种类:

苋色(藜属 amaranticolor),Crataegus monogyna,Malus domestica, Prunus avium,Pyrus communis。

保存和繁殖寄主:

克利夫兰骑士队烟(烟草属 clevelandii),N.megalosiphon

鉴别寄主:

菊叶香藜是有效的局部枯斑寄主。

危害情况

树痘病害在欧洲中部和东部的水果产区特别严重。在过去的十年中,PPV已传播到一些地中海国家如埃及(Wetzel et al., 1991a;Mazyad et al. 1992),西班牙葡萄牙(Louro and Monte Corvo, 1986)。智利也有报道(Herrera et al. 1998)。

病毒侵染能引起严重的产量损失,在高感品种中损失可达到83%-100%(Kegler and Hartmann, 1998; Nemchinov et al. 1998a;Waterworth and Hadidi, 1998)。欧洲李会在成熟前落果,而日本李和桃果实会出现环斑,杏出现严重变形。欧洲甜樱桃果实在成熟前落果并且叶子会出现褪绿坏死斑或坏死区(Nemchinov et al., 1998a)。然而病害的严重性在很大程度上受寄主是感病还是耐病品种的影响。

形态特征

粒体线状,有明显的形态学上的长度,即长为660-770nm,宽为12.5-20nm。单链正义核糖核酸,大小为3500kDa(Dunez and ?uti?,1965),占整个颗粒重量的7%,蛋白亚基3个,分别为:43.5KD,29.KD和27KD。

汁液中粒体稳定性

钝化温度(Tip)52℃-58℃,体外存活期(Liv):20℃ 3-4天,稀释限点:10-3-10-5。

物理性质

沉降系数180S,A260/A280=0.77-0.87

病毒提纯

病毒分离物的选择是很重要的,不同的分离物在感病组织中浓度有很大的差异。以下两种提纯病毒方法会得到较好的效果。

1. Schade(1969)100g系统侵染的克立夫兰烟叶片在300毫升去离子水中(含0.3%w/v天然维生素c,0.01M二乙基二硫代氨基甲酸钠(DIECA))中匀浆,再加同体积预冷的三氯甲烷一起摇动5分钟,1000g离心15分钟,取液相,以5000g15分钟,再取液相,高低速离心一次,使病毒浓缩,以0.05M,pH8.2的硼酸缓冲液重新悬浮病毒,通过寄主特异的抗血清吸附作用去掉植物蛋白。

2. Rankoric\u0026Jordovic(1970)在接种15-20天后采集系统侵染的菊叶香藜叶片,置于4℃冰箱中冷却,每100g叶子用含0.01M DIECA和0.02M巯基乙酸的pH7.0的100毫升0.02ML磷酸缓冲液以及15毫升乙醚和15毫升四氯化碳的混合液进行研磨。以2000g离心10min,保留液相,经两次差速离心浓缩病毒,然后再进行蔗糖密度梯度离心进一步浓缩病毒。

生物学

NCBI序列数据

序列登录号

· D00298 Em(40)_vi:PPVCP Gb(84)_vi:PPVCP 李痘病毒外壳蛋白3′端基因1,232bp ,4/90.

· D00424 Em(40)_vi:PPV李痘病毒全基因组9,741bp,4/90

· D13751 Em(40)_vi:PPV1 Gb(84)_vi:PPV 李痘病毒全基因组 9,741bp,11/92

· M21847 Em(40)_vi:PPVCPOL Gb(84)_vi:PPVCPOL李痘病毒编码全长外壳蛋白基因和全长核糖核酸聚合酶基因.,2,854bp,3/91

· M26965 Em(40)_vi:PPVNIAPRO Gb(84)_vi:PPVNIAPRO 李痘病毒类似NI蛋白m RNA部分编码序列,1,695bp, 4/92

· M55164 Em(40)_sy:AGPPVRC Gb(84)_sy:SYNPPVRC 合成的抗菌素T7/李痘病毒重组聚合酶5′端序列,57bp.,7/91

· M92280 Em(40)_vi:PPVPOLPRO Gb(84)_vi:PPVPOLPRO 李痘病毒多聚蛋白全编码序列,9,786bp,5/93

· S57404 Em(40)_vi:S57404 Gb(84)_vi:S57404 李痘病毒多聚蛋白(3′ 端)mRNA部分序列polyprotein (3′ region) plum pox 病毒 PPV, o6, mRNA Partial, 1768 nt. 1/94 1,768bp.

· S57405 Em(40)_vi:S57405 Gb(84)_vi:S57405 polyprotein (3′ region) plum pox virus PPV, PS, mRNA Partial, 1768 nt. 1/94 1,768bp

· U27652 Em(44)n:Pp27652 Gb(90)_vi:Ppu27652 李痘病毒外壳蛋白基因部分编码序列,993bp,7/95

· X16415 Em(40)_vi:PPVCG Gb(84)_vi:PPVCG 李痘病毒核糖核酸基因组,9,787bp, 9/93

· X56258 Em(40)_vi:PPVPGP Gb(84)_vi:PPVPGP 李痘病毒多聚蛋白(CI, 6K, NIa, NIb 和外壳蛋白)部分mRNA序列,4773bp,/795。

· X57975 Em(40)_vi:PPCOAPROA Gb(84)_vi:PPCOAPROA 李痘病毒外壳蛋白mRNA序列,1,270bp,11/92

· X57976 Em(40)_vi:PPCOAPROB Gb(84)_vi:PPCOAPROB李痘病毒外壳蛋白mRNA序列,1,270bp,11/92

· X81073 Gb(84)n:PPSHCP 李痘病毒外壳蛋白(SH)mRNA序列,1,228bp,8/94

· X81074 Gb(84)n:PPNLCP李痘病毒外壳蛋白(NL)mRNA序列,1,270bp,8/94

· X81075 Gb(84)n:PPNEBCP李痘病毒外壳蛋白(NEB) mRNA序列,1,270bp,8/94

· X81076 Gb(84)n:PPHBCP李痘病毒外壳蛋白(HB)mRNA序列,1,270bp,8/94

· X81077 Gb(84)n:PPOB1CP李痘病毒外壳蛋白(OB1) mRNA序列,1,270bp, 8/94

· X81078 Gb(84)n:PPALCP李痘病毒外壳蛋白(AL)mRNA序列,1,270bp,8/94

· X81079 Gb(84)n:PPSLCP李痘病毒外壳蛋白(SL)mRNA序列,1,270bp,8/94

· X81080 Gb(84)n:PPGSPCP P李痘病毒外壳蛋白(GSP)mRNA序列,1,270bp ,8/94

· X81081 Gb(84)n:PPLIHCP李痘病毒外壳蛋白(LI/H)mRNA序列,1,270bp,8/94

· X81082 Gb(84)n:PPCGCP李痘病毒外壳蛋白(CG)mRNA序列,1,270bp,8/94

· X81083 Gb(84)n:PPPVCG李痘病毒全基因组序列,9,786bp,8/94

· X81084 Gb(84)n:PPDOH1CP李痘病毒外壳蛋白(DOH1)mRNA序列,1,270bp ,8/94.

· L42470 Em(43)_vi:Ppvp1hc Gb(89)_vi:Ppvp1hc 李痘病毒P1和辅助成份部分编码序列,261bp,5/95

· L42471 Em(43)_vi:Ppvhcg Gb(89)_vi:Ppvhcg 李痘病毒辅助成分部分编码序列,180bp,5/95

· L42472 Em(43)_vi:Ppvnib Gb(89)_vi:Ppvnib李痘病毒外壳蛋白和Nib部分编码序列,366bp ,5/95.

· L42473 Em(43)_vi:Ppvniba Gb(89)_vi:Ppvniba李痘病毒外壳蛋白和Nib部分编码序列,411bp.,5/95

株系

通过接种草本指示植物产生不同的症状(坏死、中间型、黄化等),可以区分PPV的不同株系。?uti? et al (1971)将PPV划分为黄化、黄化/坏死(中间型)和坏死三个株系。黄化株系能逐渐形成黄化局部斑点,在菊叶香藜上不能引起叶片脱落。坏死株系则迅速扩展,引起组织的局部坏死和叶片的脱落。而黄化/坏死能引起黄色斑点,并且这些斑点或多或少产生坏死,受侵叶片不脱落(如果脱落只是在晚期偶尔发生)。黄化株系引起温和的,经常是不被注意的黄色花叶斑点,坏死株系引起严重的坏死,而黄化/坏死株系在克氏烟上引起叶子的花叶斑点和坏死。Peas Pisum sativum cv易受三个株系侵染,而Petit Provancal,Lincoln,和Delikates cvs易坏死或黄化/坏死,但是对黄化株系有抗性,可以作为分离混合侵染时不同的分离物的过滤植物。

这些株系的生化性质也不同。坏死株系的钝化温度(TIP)为57℃,稀释限点(DEP)为8×10-3,而体外存活期(LIV)为72小时。黄化株系TIP为57℃,DEP为4X10-3,LIV为63小时。病毒不同株系与来自南斯拉夫社会主义联邦共和国荷兰德国的抗血清反应发现血清学一致,这说明PPV只存在几个有限的抗原决定簇变化。

近年来又根据血清学又将PPV划分为PPV-D(Dideron)、PPV-M(Markus)、PPV-C(Cherry)、PPV-E1Amar四种血清型。PPV-D和PPV-M可以通过三种技术将其区分:壳蛋白电泳迁移率;外壳蛋白N端和C端的抗原性质;外壳蛋白C末端区域特异的限制性酶切位点(Candresse et al., 1998)。而PPV-E1Amar与PPV-D、PPV-M不同是因为它们的核糖核酸序列有显著不同。PPV-C与以上血清型的区别在于生物学、血清学和分子特性有所不同。具体见ashyan et al., 1994;K鰈ber et al., 1998;Nemchinov and Hadidi, 1996;Nemchinov et al., 1995, 1996, 1998a, c;Topchiiska, 1991, 1996)。

亚洲一种侵染李属 spp.的名为亚洲李潜隐病毒(Asian prunus latent 病毒 ,PLV)能够与PPV抗血清反应(Hadidi and Levy, 1994;Hari et al., 1995;James et al., 1996)。但是它能用特异性引物与PPV区分。摩尔瓦多的一种侵染核果类病毒-杏潜隐病毒(ALV)也同样报道了与PPV抗血清反应,但是特异性引物及其他检测能够区分二者(Nemchinov and Hadidi, 1998b)。

目前对ALV和APLV的确切的分类地位还没有定论。

病毒与细胞和组织的关系

在植物生长季节,迅速生长的嫩枝的芽上多半无病毒(Trifonow,1969)。系统感病的草本寄主(例如,克立夫兰烟)的细胞核细胞质内(Pilovic\u0026Wrischer,1969),感病的李树和桃树的叶片和成熟的果实中,存在着大量针状内含体和X体。这对于鉴别李痘病和李伪痘病似乎有点价值(Van Oosten\u0026Bakel,1970)风轮状内含体出现在在李、桃、菊叶香藜的叶细胞中(Bovey,1971)。

传播途径

流行学

蚜虫传播李痘病毒依赖于以下几个因素:侵染源,介体类群大小,易受侵染的植物和侵染源的距离。例如10年时间PPV能使距离100米的健康植物100%的受侵染,而距离500-800米,只有1.5%的植物受侵。这些数据说明如果要在已受PPV侵染的地区建立新的种植园需要必要的空间隔离。了解传播介体和病毒株系之间的关系对病害的流行是重要的。介体传毒能力因株系的不同而有很大的差异(Massonie and Maison, 1976)。实验证明,桃蚜能传播全部病毒株系,对坏死和中间株系有24.5%的传毒效率,而对黄化株系则只有8%的传毒效率。介体的作用受到病毒寄主是否适合蚜虫取食和繁殖的影响。

PPV汁液摩擦接种只适合于实验目的,自然界中不能通过剪枝和嫁接工具传播。

种子在李树中是否传毒目前还没有定论。

运动及散布

这种病害随机分布于果园中。2-3年后传染开始由第一棵感病树木扩散。如果所用材料不是无毒材料,嫁接传播能明显加速病害在感病区的扩散。地区或国家之间病毒的传播大多是由可能感病的植物材料造成的(Diekmann and Putter, 1996)。美国从东欧进口的果树材料有时侯会检测到PPV(Waterworth, 1994)。

PPV污染花粉囊在病毒的传播也可能有潜在的作用(Levy et al., 1995),然而这种可能性在实践中还没有被证实。

检疫与防治

检测方法

尽管病毒在树木中的分布不规则,但是可通过症状特别是生长活跃期的症状进行检测。将芽接种到易感病的指示植物(桃或Prunus tomentosa)后6-8周可观察症状(ISHS, 1983, 1992, 1998;OEPP/EPPO, 1983)。机械摩擦接种菊叶香藜或豌豆也可在6-8天后出现症状。

ELISA,用于检测发现PPV广泛存在于根,树皮,花,叶子,果实或种子中(Adams, 1978)。

这种方法已被定量应用(Himmler et al., 1987)。

电镜检测方法即免疫电镜(Kerlan et al., 1981)和胶体金标记技术(Himmler et al., 1988)也得到应用。

单克隆抗体能有效的区分不同的株系(Cambra et al., 1994;Boscia et al., 1997;Candresse et al., 1998)。

以同位素标记脱氧核糖核酸或RNA的分子杂交技术,以非放射性的DIG标记的PPV c RNA 也应用于病毒的检测(Nemchinov et al., 1996)。

PCR大大提高了检测的灵敏度,提纯病毒的核糖核酸可检测到10fg (Wetzel et al., 1991b)。免疫-PCR检测PPV也有很高的灵敏度(Wetzel et al., 1992。Candresse et al., 1994, 1998)。与IC-PCR相似的技术还有印记捕获PCR,不需研磨样品就可以检测病毒,并且在捕获阶段可用许多蛋白替代PPV特异的免疫球蛋白(Olmos et al., 1996, 1998;Cambra et al., 1998;Candresse et al., 1998);

RT-PCR特异性检测PPV3'非编码区的保守序列,这可能要利用了病毒核酸的提取和纯化。(Levy and Hadidi, 1994;Levy et al., 1994)。

PCR特异性检测PPV株系差异技术已建立起来。Candresse et al. (1998)已设计两对引物扩增和分离PPV的亚组D和亚组M。另外Nemchinov and Hadidi (1998a)已设计扩增PPV-C的特异引物。

防治

新建立的种植园必须采用无病毒的繁殖材料,这是防治PPV的首要步骤。经温热疗法产生的苗子的顶芽嫁接到无毒砧木上也是健康的母本材料。木本科和草本科的指示植物可以用于检测PPV。酶联免疫吸附(ELISA)和免疫吸附电镜都能有效的检测PPV,且灵敏度较高。

虽然病毒的自然传播不能完全控制,但可以通过一定的措施降低。其中最重要的是在周围没有侵染源的地区种植,因为在侵染地区很可能被蚜虫传播侵染。所有受侵染的李、樱桃李、杏等李属寄主都应该在果园建立之前彻底消灭。这一措施特别适用于在轻度感染地区建立新的李树园。

防治蚜虫以控制病毒传播是保护苗圃、新建的李树园和发病较轻的地区的不可缺少的措施。隔离措施可能有助于防治病毒传播。

虽然这些措施都是不可缺少的,但是依目前条件,它们不能完全防止PPV的侵染。抗病和耐病的植物为这一问题提供了很好的解决方法。对南斯拉夫社会主义联邦共和国和其它国家的调查研究发现许多抗PPV或耐PPV的李栽培种,其中有些在严重发病的地区生长。它们的应用还依赖于果实品质、对环境和土壤的适应性等因素。抗病和耐病的李栽培种和克隆是培育新的杂交种的重要的基因材料。

注:李痘病毒、李伪痘病毒和李纹斑病毒所引起李属植物的症状有时十分相似。李痘病毒经常与杏坏死环斑病毒或杏矮缩病毒一起混合侵染。为了区别这些病毒,必须用几种植物进行试验。建议适用下列植物:

青(Celosia argentea)

菊叶香藜欧洲甜樱桃西梅,樱花(Prunus serrulata),Shirofugen品种

参考资料

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