我國大陸蔗區發生的甘蔗病毒病及防控對策

王明強，李文鳳，黃應昆，王曉燕，盧文潔，羅志明

（云南省農業科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠661600）

我國大陸蔗區發生的甘蔗病毒病及防控對策

王明強，李文鳳，黃應昆，王曉燕，盧文潔，羅志明

（云南省農業科學院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點實驗室，開遠661600）

對在我國大陸蔗區發生的甘蔗花葉病（Sugarcane mosaic disease）、甘蔗黃葉病（Sugarcane yellow leaf disease）和甘蔗桿狀病毒病（Sugarcane bacilliform virus disease）的病原病毒、田間癥狀、分布及危害、傳播途徑及大陸各蔗區的檢測技術做一綜述，并提出了防控對策，以期提高對甘蔗病毒病的重視，保護我國甘蔗產業的健康發展。

甘蔗；病毒病；防控對策

甘蔗是我國最重要的糖料作物，全國食糖的90%以上都是甘蔗糖。甘蔗還是生產乙醇的最佳作物之一，我國的能源甘蔗生產已受到高度重視。甘蔗產業已成為我國西南邊疆民族地區的支柱性產業。甘蔗在其生長過程中受到多種病原物尤其是病毒的侵染，經過長期無性繁殖留種，多種病毒可在甘蔗種質材料中積累，導致甘蔗品種退化，長勢變差，蔗莖產量減少，糖分降低，給甘蔗產業造成嚴重的經濟損失。因此加強對甘蔗病毒病的研究和防治，對保護我國甘蔗產業的健康發展是十分必要的。

1 甘蔗病毒病發生種類、分布、危害及國內檢測技術研究

1.1 甘蔗花葉病

甘蔗花葉病是甘蔗上發生最普遍、危害最嚴重的病毒病害，由多種病原病毒引起，目前已經明確的有3種，分別為甘蔗花葉病毒（Sugarcane mosaic virus，SCMV）、高粱花葉病毒（Sorghum mosaic virus，SrMV）和甘蔗線條花葉病毒（Sugarcane streak mosaic virus，SCSMV）[1]。3種病毒均為馬鈴薯Y病毒科（Potyviridae）的成員，其中SCMV和SrMV屬于馬鈴薯Y病毒屬（Potyvirus），最新的研究表明SCSMV代表了馬鈴薯Y病毒科內的一個新屬-甘蔗線條花葉病毒屬（Susmovirus）[2-3]。感病蔗株葉片上呈現長短不一、平行于葉脈、黃綠相間的褪綠條紋，植株矮化，分蘗減少，有些品種夏季高溫時存在“隱癥”現象，宿根蔗比新植蔗癥狀明顯[4]。目前該病害在福建、浙江、廣東、廣西、云南、海南、江西、四川等蔗區均有發生。李利君等最先在我國獲得了1個SrMV福建甘蔗分離物的3′端基因組序列[5]；陳炯等研究表明浙江甘蔗花葉病的病原病毒以SrMV為主，同時存在高比率的SrMV和SCMV復合侵染[6]；江西花葉病病原病毒以SCMV為主，少數為SrMV，也存在兩種病毒的復合侵染[7]；華南地區以SCMV為主，同樣存在與SrMV的復合侵染[4]；云南蔗區鑒定了1個SrMV的分離物[8]。國外研究表明，當田間發病率達75%時，可導致產量損失5%～19%，而且蔗汁中還原糖含量增加，蔗糖結晶率降低[9]。我國果蔗上發病率可達80%以上，種莖發芽率下降10.6%～35.3%，蔗莖產量下降25%～33.5%，蔗糖分下降6%～14%[10]。該病害在云南蔗區發病面積約6.6萬hm2，發病嚴重的約3.3萬hm2[11]，品種粵糖79/177，川糖61/408，云蔗89/151均普遍發病，部分田塊發病率近乎100%[8]。SCMV和SrMV可經種莖、機械摩擦傳播，以及經多種蚜蟲以非持久性方式傳播[4]。

李利君等[12]利用斑點雜交法和RT-PCR技術檢測甘蔗花葉病毒A株系（SCMV-A）；闕友雄等[13]制備了甘蔗花葉病毒E株系（SCMV-E）的多克隆抗體，建立了該病毒的間接ELISA檢測技術和甘蔗葉片的組織印跡雜交免疫測定技術（Tissue blot immunoassay，TBIA）；李文鳳等[8]通過間接ELISA，鑒別寄主和RT-PCR技術鑒定了云南蔗區的分離物；張顯勇等[14]建立了SrMV和SCMV及甘蔗宿根矮化病菌的多重PCR檢測方法；謝煜佳[15]等建立了包括3種花葉病病原病毒和甘蔗黃葉病毒在內的4種RT-PCR檢測技術，有利于該甘蔗花葉病和黃葉病的快速檢測。

許東林[4]利用建立的SCSMV RT-PCR技術，在廣州某田塊作為種質保存的留種糖蔗品種Co6304上發現SCSMV的存在，該品種從SCSMV的發生地印度引進，初步認為SCSMV以種莖傳播的方式隨種質交流傳入我國，由于該品種已極少種植，未造成擴散。

1.2 甘蔗黃葉病

病原病毒為甘蔗黃葉病毒（Sugarcane yellow leaf virus，SCYLV），屬于黃癥病毒科（Luteoviridea）馬鈴薯卷葉病毒屬成員（Polerovirus）[16]。基因組為正單鏈RNA，大小約為5.9kb[17]。甘蔗黃葉病的典型癥狀為葉片中脈背面呈現亮黃色，擴展后中脈兩側變為紅褐色，嚴重時葉組織自頂部向基部逐漸枯死，致使植株生長衰弱，干旱條件下癥狀表現更明顯，有些品種也存在“隱癥”現象[18-19]。目前廣西、廣東、福建、海南、云南已有該病毒發生的報道。國外研究表明，甘蔗黃葉病可引起甘蔗減產15%～20%、糖產量減少6%～14%[20]，所致甘蔗產量和品質損失情況也與甘蔗品種、栽培條件、氣候條件等密切相關。華南地區果蔗和糖蔗均已受到SCYLV的侵染，大多田塊病株率為0.5%～10%，少數田塊超過80%[21]。SCYLV可通過種莖傳播，也可經甘蔗綿蚜、高粱蚜、玉米蚜等以持久性方式傳播，不經機械摩擦傳播[21-22]。周國輝等[22]研究表明甘蔗綿蚜能在甘蔗植株間高效地傳播SCYLV，由于甘蔗綿蚜在我國南方蔗區廣泛發生，因此存在甘蔗黃葉病大發生的可能。

李文鳳[23]、高三基[24]等建立了甘蔗黃葉病毒的組織印跡雜交免疫測定技術，王中康[25]、高三基[26]利用國外設計的引物建立了SCYLV兩步法RT-PCR檢測技術，分別對廣西和福建的甘蔗樣品進行了檢測，表明存在SCYLV的發生。許東林等[27]通過設計SCYLV的特異引物對建立了該病毒的一步法RT-PCR檢測技術，確定了廣東甘蔗引種基地內的甘蔗存在SCYLV的侵染。

1.3 甘蔗桿狀病毒病

病原病毒為甘蔗桿狀病毒（Sugarcane bacilliform virus，SCBV），屬于花椰菜花葉病毒科（Caulimoviridae）桿狀病毒屬（Badnavirus）。基因組為雙鏈環狀DNA，大小約為7.6kb[28]。感病甘蔗癥狀表現為葉部斑點和斑駁，發病嚴重的植株表現為葉部褪綠斑塊或各種長度的褪綠條紋，葉片皺縮、莖桿節間出現裂縫、植株束頂矮化等，有些品種癥狀不明顯。蔡艷清等首次報道了該病毒在大陸蔗區的發生，田間表現為葉部有斑點、斑駁等，在部分果蔗品種上癥狀明顯[29]。目前云南局部蔗區該病害發生嚴重，部分品種上田間癥狀表現株率高達90%以上。該病害主要通過種莖實現遠距離傳播，田間通過昆蟲介體糖粉蚧傳播擴散，不能經汁液摩擦傳播[29]。

研究表明，SCBV不同分離物間的基因組序列存在高度變異性，已經報道的澳大利亞和摩洛哥兩個分離物全序列（AJ277091和M89923）同源率僅為72.6%，蔡艷清等[29]設計了3對不同的引物對，建立了該病毒的PCR檢測技術，提高了該病毒檢測結果的可靠性。

2 甘蔗病毒病防控對策

2.1 選育抗病毒甘蔗品種

控制病毒病害最有效的途徑是選育抗病品種。甘蔗雜交育種是一項繁重的任務，整個過程工作量大，耗費時間長，一般獲得一個優良的品種需要10年以上的時間。因此應加強抗病性親本材料的篩選力度并結合篩選高糖、高產的親本材料。研究親本材料的抗病性鑒定技術，建立完善的抗病性評價體系，為甘蔗雜交育種提供可靠的抗病性親本材料，可縮短甘蔗雜交育種選育抗病品種的周期，及早獲得高抗的甘蔗品種。

2.2 利用轉基因技術獲得抗病良種

自美國華盛頓大學Beachy研究小組于1986年首次將煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉入煙草獲得抗該病毒的煙草植株以來，利用轉基因技術獲得有目的抗性的植物已得到廣泛的應用[9]。因此將甘蔗病毒病病原外殼蛋白基因（Coat Protein，CP）或運動蛋白基因（Movement Protein，MP）等轉化到甘蔗植株中，是獲得對相應病毒病高抗或免疫的甘蔗材料途徑之一。姚偉等將SCMV-CP基因轉化到果蔗Badila中，經驗證獲得13株轉基因甘蔗[30]，為甘蔗轉基因研究奠定了基礎。目前國內部分研究單位正在開展甘蔗轉基因方面的研究，有望獲得抗病毒病的轉基因甘蔗植株。

2.3 完善病毒病檢測制度，調種引種進行產地檢疫

建立完善的甘蔗病毒病檢測體系，是防治病毒病發生的前提條件。血清學檢測技術檢測成本低，時間短，適用于大量樣品的檢測。目前PCR技術是檢測甘蔗病毒病的最常用方法，該技術檢測時間短，最快幾個小時就可得出檢測結果，靈敏度高，結果更加準確、可靠，而且經測序可分析病毒的遺傳多樣性。國內部分研究單位已建立了各病原病毒的PCR檢測技術，利于病毒病害的及時發現和防治。由于各病原病毒的豐富遺傳多樣性，因此應在保守序列位置設計PCR引物，防止因病毒遺傳變異導致引物不配對，造成漏檢。鑒于各病原病毒均可通過種莖傳播，因此引種時應加強檢疫，特別是建立產地檢疫制度，防止病毒隨種莖在各蔗區擴散并造成危害。

2.4 加強甘蔗病毒病的基礎性研究

研究表明，甘蔗花葉病3種病原病毒、甘蔗黃葉病毒、甘蔗桿狀病毒在病毒基因組上均表現出豐富的遺傳多樣性，由于這些病毒序列變異的存在，極易導致病毒不同分離物的致病性和癥狀表現發生變化，因此應加強對各蔗區病毒病病原種類及病毒遺傳多樣性研究。對于完善病毒病的檢測體系、雜交育種親本的抗病性評價、利用轉基因技術防治病毒病均具有重要意義。并利用現代分子生物學技術，研究病原病毒的致病性機理等。

2.5 在各蔗區推廣健康脫毒種苗

甘蔗以種莖繁殖，由于病害的存在，常年種植可導致種質退化，對甘蔗的產量和品質均造成影響。因此利用脫毒技術推廣健康脫毒種苗，可有效防止甘蔗種質退化，保證甘蔗正常生產。研究表明，利用熱處理結合莖尖分生組織培養的方法培育健康種苗，是防治甘蔗病毒病的一個有效途徑。目前獲得的健康脫毒種苗已在部分蔗區推廣種植，鑒于獲得健康種苗的過程繁瑣，時間較長，因此宜實行工廠化生產，并建立完善的健康種苗病毒病檢測技術體系。

2.6 嚴格農事操作并及時防治田間昆蟲傳播介體

甘蔗花葉病的3種病原病毒均可通過汁液摩擦傳播，因此在田間進行農事操作時極易造成在蔗株間的傳播，例如蔗刀未消毒，可將病毒傳至未染病需留宿根的甘蔗；種莖甘蔗砍種時，未消毒的蔗刀也易造成病毒在種莖中傳播；中耕管理時，對染病的蔗莖及葉片造成傷害后，也利于病毒在蔗株間傳播。甘蔗黃葉病毒在田間主要以甘蔗綿蚜傳播，而甘蔗桿狀病毒主要以甘蔗糖粉蚧傳播。因此，應注意觀察田間病毒病的發生情況，及時拔除感病甘蔗植株，加強對農事操作工具的消毒，切斷人為造成的傳播途徑。并及時利用化學農藥防治甘蔗綿蚜和甘蔗糖粉蚧等，切斷昆蟲介體在田間傳播。通過這些措施，切斷病毒在田間的傳播途徑，可有效控制病毒在田間的傳播擴散。

3 結語

侵染甘蔗的病毒還有甘蔗斐濟病毒（Sugarcane Fiji disease virus,SFDV）、甘蔗線條病毒（Sugarcane streak virus,SSV）等，這些病毒在國外某些蔗區發生嚴重并造成了嚴重的經濟損失[31-32]，但未有在我國大陸蔗區存在及發生危害的報道，另外甘蔗線條花葉病毒僅存在于廣州某種質基地內，沒有擴散，因此甘蔗種質交換的過程中要加強對該類病毒的入境檢疫，一旦發現，立即銷毀，防止傳入我國蔗區，以便更好地保護我國的甘蔗生產。

[1]周國輝,許東林.甘蔗病毒病及其防治研究進展[J].植物保護學報,2005,32（3）:324-328.

[2]R Viswanathan,M Balamuralikrishnan,R Karuppaiah.Characterization and genetic diversity of sugarcane streak mosaic virus causing mosaic in sugarcane[J].Virus Genes,2008,36（3）:553-564.

[3]Xu DL,Zhou GH,Xie YJ,Mock R,LiR.Complete nucleotide sequence and taxonomy of sugarcane streak mosaic virus,member of a novel genus in the family Potyviridae[J].Virus Genes，2010，40（3）:432-439.

[4]許東林.我國甘蔗花葉病病原病毒的種類及遺傳多樣性[D].廣州：華南農業大學，2007.

[5]許東林,周國輝,沈萬寬,等.侵染甘蔗的高粱花葉病毒遺傳多樣性分析[J].作物學報,2008,34（11）:1916-1920.

[6]陳炯,陳劍平.由高粱花葉病毒和甘蔗花葉病毒引發的浙江甘蔗花葉病害[J].病毒學報,2002,18（4）:362-366.

[7]蔣軍喜,謝艷,闕海勇.江西甘蔗花葉病病原的分子鑒定[J].植物病理學報,2009,39（2）:203-206.

[8]李文鳳,董家紅,丁銘,等.云南甘蔗花葉病病原檢測及一個分離物的分子鑒定[J].植物病理學報,2007,37（3）:242-247.

[9]Grisham M P,Benda G T A,Koike H.Field losses in sugarcane from sugarcane mosaic virus（SCMV）infection[J].Phytopathology, 1986,76:1109-1110.

[10]郭鶯,阮妙鴻,姚偉,等.CP基因遺傳轉化甘蔗品種Badila與福農91-4621的抗病性差異分析[J].福建農林大學學報（自然科學版）,2008,37（1）:7-12.

[11]黃應昆,李文鳳,盧文潔,等.云南蔗區甘蔗花葉病流行原因及控制對策[J].云南農業大學學報,2007，22（6）:935-938.

[12]李利君,周仲駒,謝聯輝.利用斑點雜交法和RT-PCR技術檢測甘蔗花葉病毒[J].福建農業大學學報（自然科學版）,2000,39（3）:342-345.

[13]闕友雄,江克清,許莉萍,等.重組甘蔗花葉病毒E株系外殼蛋白的純化及其多克隆抗體制備[J].生物技術通訊,2009,20（1）:69-71,102.

[14]張顯勇,蔡文偉,楊本鵬,等.甘蔗花葉病和宿根矮化病多重PCR檢測方法的建立[J].中國農業科學,2008,41（12）:4321-4327.

[15]Yujia Xie,Mingqiang Wang,Donglin Xu,et al.Simultaneous detection and identification of four sugarcane viruses by one-step RT-PCR[J].Journal of Virological Methods,2009,162:64-68.

[16]Mayo M A.Changes to virus taxonomy 2004[J].Archive of Virology,2005,150（1）:189-198.

[17]Moonan F,Molina J,mirkov T E.Sugarcane yellow leaf virus:an emerging virus that has evolved by recombination between lutoeviral and poleroviral ancesters[J].Virology,2000,269:156-171.

[18]李鵬,馬葉,周國輝.甘蔗黃葉病毒及其所致病害評述[J].華南熱帶農業大學學報,2007,13（1）:13-16.

[19]黃振瑞,陳月桂,高三基,等.甘蔗黃葉病研究進展[J].華南熱帶農業大學學報,2007,13（4）:39-42.

[20]Grisham M P,Pan Y B,White W H,et al.Potential effect of yellow leaf syndrome on the Louisiana sugarcane industry[J]. Sugar Cane Technology,2002,22:125-126.

[21]周國輝,李俊光,許東林,等.華南地區甘蔗黃葉病發生機甘蔗綿蚜傳毒特性研究[J].中國農業科學,2006,39（10）:2023-2027.

[22]Scagliusi S M,Lockhart B E L.Transmission,Characterization,and Serology of a Luteovirus Associated with Yellow Leaf Syndrome of Sugarcane[J].Phytopathology,2000,90（2）:120-124.

[23]李文鳳,黃應昆,王曉燕,等.甘蔗黃葉病毒的TBIA快速檢測[J].中國糖料,2009,3:22-23,27.

[24]高三基,郭晉隆,陳如凱,等.福州地區甘蔗黃葉病病原分子鑒定及電鏡檢測[J].作物學報,2007,33（7）:1210-1213.

[25]王中康,殷幼平,J.C.Comsrock.甘蔗黃葉病毒病早期快速RT-PCR診斷和鑒定[J].西南農業大學學報,2001,23（4）:301-303.

[26]高三基,郭晉隆,孟巖,等.甘蔗黃葉病毒的RT-PCR檢測技術[J].福建農林大學學報（自然科學版）,2006,35（5）:466-470.

[27]許東林,周國輝,任小平,等.廣東甘蔗引種基地甘蔗黃葉病毒分子鑒定[J].植物病理學報,2005,35（5）:466-468.

[28]Geijskes R J,Braithwaite K S,Smith G R,et al.Sugarcane bacilliform virus encapsidates genome concatamers and does not appear to integrate into the Saccharum officinarum genome[J].Archives of virology,2004,149（4）:791-798.

[29]蔡艷清,許東林,周國輝,等.廣東首次發現甘蔗桿狀病毒[C].中國植物病理學會2004年論文集.北京:中國農業科學技術出版社,2004,213-215.

[30]姚偉,余愛麗,徐景升,等.轉SCMV-CP基因甘蔗的分子生物學分析與鑒定[J].分子植物育種,2004,2（1）:13-18.

[31]Hutchinson P B,Francki I B.Sugarcane Fiji disease virus,CMI/AAB description of plant viruses［R］.Kew,UK:Commonwealth Mycological Institute/Association of Applied Biologists,1973,119.

[32]Bigarre L,Salah M,Granier M,et al.Nucleotide sequence evidence for three distinct sugarcane streak mastreviruses[J]. Archives of Virology,1999,144（12）:2331-2344.

Occurrence and Controlling Strategies on Sugarcane Viral Diseases in Chinese Mainland

WANG Ming-qiang,LI Wen-feng,HUANG Ying-kun,WANG Xiao-yan,LU Wen-jie,LUO Zhi-ming
(Research Institute of Sugarcane,Yunnan Academy of Agricultural Science/Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement, Kaiyuan 661600,China)

The Sugarcane yield reduction and quality debasement when infected by plant viruses.In order to raise the concern of viral diseases and protect sugarcane production,this paper reviewed sugarcane mosaic disease，sugarcane yellow leaf disease and sugarcane bacilliform virus disease occurred on Chinese mainland, including pathogenic viruses,symptom of field,distribution and damage,transmission,detection methods research.Controlling strategies also were discussed.

Sugarcane;Viral diseases;Controlling strategies

S435.661

A

1007-2624（2010）04-0055-04

2010-05-14

公益性行業（農業）科研專項（nyhyzx07-019）；現代農業產業技術體系建設專項資金資助（nycytx-024-01-09）；云南省“人才培養”項目（2008PY087）。

王明強（1982-），男，碩士，研究實習員。主要從事甘蔗病害研究。E-mail：wmingqiang@163.com.

黃應昆（1964-），男，研究員。主要從事甘蔗病蟲害防治研究。Tel：0873-7227017，Email：huangyk64f@163.com.