蘿卜抗蕪菁花葉病毒的研究現狀

劉根新，戴澈，許園園，蘇小俊

（1.江蘇省農業科學院蔬菜研究所，南京，210014；2.江蘇泰興市新街鎮農業服務中心）

蘿卜抗蕪菁花葉病毒的研究現狀

劉根新1，2，戴澈2，許園園1，蘇小俊1

（1.江蘇省農業科學院蔬菜研究所，南京，210014；2.江蘇泰興市新街鎮農業服務中心）

蕪菁花葉病毒（TuMV）寄主范圍寬廣且對十字花科作物為害嚴重，從TuMV寄主范圍與病原檢測、發病癥狀、株系劃分、遺傳規律與抗性資源挖掘等方面簡述了現階段蘿卜TuMV的研究進展，以期為蘿卜等十字花科作物抗TuMV育種提供參考依據。

蘿卜；蕪菁花葉病毒（TuMV）；抗性

蘇小俊

男，博士，研究員。江蘇省新長征突擊手，江蘇省第四期“333工程”第三層次培養對象。主要從事絲瓜及蘿卜遺傳育種和高效栽培技術研究。2005年主編《袖珍果蔬優質豐產栽培》系列叢書；2007主編《無公害高效栽培重點、難點與實例》系列叢書；以第一作者撰寫專業著作7本，個人累計80多萬字。2007年度被江蘇省農業科學院授予“發表論文獎”。獲得江蘇省科技進步二等獎、南京市科技進步三等獎、江蘇省科學技術獎三等獎、江蘇省農業豐收獎二等獎各1次。獲得絲瓜、蘿卜等相關的國家授權發明專利7項，主持制定絲瓜、蘿卜等江蘇省地方標準7項。作為主要完成人之一育成江蔬一號絲瓜、江蔬肉絲瓜；參與選育雙冠大白菜、夏豐大白菜、熱抗白小白菜、熱抗青小白菜；主持選育寧紅1號蘿卜、蘇麗夏紅1號蘿卜、蘇麗冬白1號蘿卜、蘇秀1號葉用蘿卜和蘇絲3號絲瓜。

蘿卜（Raphanus sativus L.）別名萊菔，一、二年生草本植物，屬于十字花科蘿卜屬，染色體2n=18。蘿卜可四季栽培、周年供應，產銷量極大，是一種世界性蔬菜，在全世界范圍尤其是東南亞地區廣泛栽植。我國是蘿卜的主要起源地之一，蘿卜品種極多，各地均有栽培，全國播種面積大，僅次于大白菜［1］。由于蘿卜營養比較豐富，在預防和治療中毒、暑熱、腹瀉等疾病方面有較好的效果，且其適宜加工、方便貯運，故很受廣大消費者歡迎。

病害一直是影響我國蘿卜生產的重要因素，對蘿卜病害調查的研究發現，軟腐病、黑腐病、病毒病、黑斑病和霜霉病已成為目前為害蘿卜生產的主要病害，其中病毒病為害較為嚴重，一旦發病，不但造成減產，而且嚴重影響蘿卜的品質。一直以來，蘿卜品種的選育都是以提高品質和產量為目標，因此生產上栽培的品種相對較少，生態條件多變和長久的連作生產，使蘿卜更易染上病毒病［2］。生產上引發蘿卜病毒病的主要病原是蕪菁花葉病毒（Turnipmosaic virus，TuMV），其次為黃瓜花葉病毒（Cucumber mosaic virus，CMV），而在長江中下游地區，由TuMV所引起的蘿卜病毒病發病率達90%以上。TuMV常通過有翅蚜進行傳播，導致生產上使用普通化學藥劑及傳統生物防治手段來預防病害難以達到預期效果，不僅耗時費力，而且還會造成不必要的資源浪費。因此基于以上背景，為了有效防治TuMV引起的病毒病，提高我國蘿卜的產量和品質，開展蘿卜資源對TuMV的抗性鑒定評價、篩選優異抗原、培育抗病毒病蘿卜新品種工作，從根本上減輕此病害對蘿卜生產造成的為害。

1.1蘿卜TuMV寄主范圍與發病癥狀

蕪菁花葉病毒 （TuMV）是馬鈴薯Y病毒屬（Potyvirus）的重要一員，據多個國家和地區對病毒病的調查分析發現，TuMV已成為世界范圍內為害蔬菜最嚴重的5種病毒之一。TuMV寄主范圍特別廣泛，侵染能力僅次于黃瓜花葉病毒，是侵染大田蔬菜的一個重要病原，能夠侵染十字花科蔬菜如蘿卜、白菜、花椰菜、甘藍及重要經濟作物如油菜等在內的43科156屬的318種植物。在自然界中，TuMV可由蚜蟲刺吸和汁液接觸傳染，田間病毒傳播主要靠蚜蟲，不同地區傳播病毒的蚜蟲不同，但均通過非持久的方式進行傳播，土壤和成熟的種子不能傳播。該病毒在不同的寄主上表現出不同癥狀，蘿卜被TuMV侵染后初期表現為輕花葉、皺縮、沿葉脈褪綠等癥狀，后期則出現葉脈褐色壞死、矮化、整株畸形等現象，造成蘿卜品質變差、產量下降。

1.2蘿卜TuMV株系分化

TuMV研究歷史悠久，且TuMV株系的劃分一直以來都是研究的熱點，但由于TuMV為單鏈RNA，RNA聚合酶不具有3'-5'的核酸外切酶的校正功能，極易造成其無法對復制過程中發生的錯配進行有效修復，高頻率突變使得TuMV存在廣泛的株系變異。到目前為止，已發現TuMV出現了多種株系和致病型，這些株系往往具備地理分布寬、寄主范圍廣的特點，鑒于此，國內尚未制定出統一完善的標準，給TuMV的防治帶來更大困難。

過去TuMV株系劃分主要根據TuMV病毒對不同植株的侵染能力和由此產生的癥狀反應來評價，而現在主要是根據TuMV病毒的血清學、寄主譜的鑒定乃至病毒外殼蛋白基因序列進行劃分。Green等［3］將篩選到的4個大白菜品種作為新的鑒定譜，把TuMV株系劃分為C1～C4，以此為基礎，又對我國臺灣十字花科蔬菜的TuMV株系進行鑒定分析，還額外發現了C5株系，最終將我國十字花科TuMV株系劃分為C1～C5。由于我國十字花科蔬菜具有資源豐富、地理差異顯著的特點，因此劉栩平等［4］認為Green以大白菜鑒別品種作為劃分依據不能全面體現我國不同十字花科蔬菜TuMV株系的分化情況，他們選取蘿卜屬和蕓薹屬中8種蔬菜共94個品種，以其中6個蔬菜品種包括甘藍、白菜、蘿卜和花椰菜等組成鑒別寄主，經過篩選后，最終把我國10省市的十字花科蔬菜的TuMV株系劃分為Tu1～Tu7共7個株系。另外，馮蘭香等［5］則通過病毒侵染試驗鑒定C4為北京地區十字花科蔬菜TuMV的主流株系。

TuMV 侵染的蘿卜葉片

盡管目前國內外研究尚不能確認各地TuMV主流株系是否完全相同，但是現有的研究則表明，TuMV-C4是為害我國蘿卜等十字花科作物的主流株系之一［6］。

1.3蘿卜TuMV病原檢測

隨著對TuMV的深入探索，在TuMV病原鑒定與檢測方法上逐漸向高效、穩定的方向發展。目前檢測十字花科作物TuMV主要是采用生物學、電子顯微鏡觀察、免疫學和分子生物學等方法。

①生物學鑒定法是檢測TuMV病原最原始的方法，但該方法檢測TuMV的結果易受環境因素影響，不穩定，且周期長、操作繁瑣，不能將TuMV存在情況準確反映出來，目前一般建議將此方法與其他檢測技術相結合［7］。

②電子顯微鏡技術電子顯微鏡的出現為鑒定TuMV病毒提供了直觀的方法，但該技術比較復雜，且每次只能處理少量樣品［8］。因此，在檢測過程中通常將此技術與其他技術結合使用，如Suh等［9］運用免疫電鏡技術（ISEM）來檢測TuMV，發現效果比單獨使用其中一種技術效果更加明顯。

③ELISA法酶聯免疫吸附測定（ELISA）技術既可以進行定性分析，又可以定量分析，是目前診斷植物病毒病最廣泛的一種免疫學方法。潘熙萍等［10］通過間接酶聯免疫吸附測定技術（ID-ELISA）檢測結果表明，TuMV工作的最適稀釋濃度是10 000倍。ELISA技術簡便、不僅特異性強而且靈敏度極高，其原理是通過酶催化后產生的顏色變化來反映抗原與抗體是否有效結合。該技術適用于對田間大量樣品進行檢測，也被廣泛用于脫毒、病毒檢測以及無性繁殖等［7］。

④分子生物學技術近年來，分子生物學技術逐漸被應用于TuMV檢測，且隨著TuMV株系CP蛋白序列的大量發表，為使用該技術對TuMV進行鑒定提供了更多參考依據。隨著PCR技術的出現，利用病毒基因組少量DNA或cDNA即可進行PCR擴增，此方法利用病毒基因來檢測病毒，靈敏度更高、特異性更強。

⑤RT-PCR技術雖然以上檢測方法能對TuMV進行有效檢測，但是操作起來仍然較為繁瑣。莊木等［11］則建立了簡單有效的聚合酶鏈式擴增技術（RT-PCR），基于蕪菁花葉病毒外殼蛋白基因（CP）序列進行特異引物設計，然后進行RT-PCR擴增，對部分十字花科蔬菜田間病樣簡單處理后，即可使用此方法準確、高效地檢測TuMV病毒。

1.4蘿卜抗TuMV資源挖掘

TuMV為RNA病毒，在十字花科作物中，存在對TuMV高抗甚至免疫的優良抗原材料，在我國蘿卜品種中亦存在對TuMV表現優良抗性的抗源。汪隆植等［2］曾對我國260個蘿卜品種和自交系進行鑒定，其中抗TuMV的資源有11份，且其對我國收集到的269份夏秋蘿卜材料進行田間篩選，初選得到53份優異材料，最終篩選到對TuMV（N-100）高抗材料1份（R-7）、抗病材料3份（R-40、R-41、R-42）、耐病材料3份（R-50、R-52、R-53）。

關于蘿卜病毒病抗性鑒定方面，日本學者曾根據16個蘿卜品種的田間發病率高低將蘿卜抗病性分成強、中、弱3個類群，但未進行明確的劃分［12］。李燁等［13］通過對11個蘿卜品種苗期的TuMV抗性進行初步鑒定發現，秋魁青、鴨蛋頭、熱白蘿卜為高抗TuMV品種，夏長白二號、揚花蘿卜、小紅頭、南研30天為感病品種，如果要在生產上栽植，則需引進相關抗性基因。

1.5蘿卜TuMV抗性遺傳規律

受鑒定植株的生長發育時期、外界環境、病毒株系、遺傳分析模型以及基因型等方面的影響，不同雜交組合抗性類型存在差異，甚至同一雜交組合的植株于不同時期鑒定其抗性類型也不盡相同，因此，國內外關于抗TuMV的遺傳規律歷來存在爭議。

黃祖儀［14］曾報道蘿卜對TuMV的抗性符合加性-顯性模型，以加性效應為主，抗性是顯性，其屬于數量性狀遺傳，并且受主效基因控制。汪隆植等［2］用高抗品種為保持系，中抗不育系為母本育成的2個不育系均表現抗病，后用感病品種為父本與其雜交，其F1代也表現抗病。

李紅雙等［15］以TuMV高抗和高感自交系為親本，構建了6個群體包括P1、P2、B1、B2、F1及F2，采用數量性狀主基因+多基因混合遺傳的6世代聯合分析法，發現蘿卜對TuMV的抗性受2對主基因控制，符合加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性-上位性多基因模型，不受環境因素影響。

綜上所述，目前盡管對多種十字花科作物TuMV的抗病遺傳規律研究較多，但是結果均不完全一致，這充分說明TuMV抗病遺傳規律的復雜性。而在蘿卜上，相關研究報道相對較少，因此無論是從水平還是垂直育種方向考慮，均需對多種特征材料進行更加廣泛的深入研究，以期為蘿卜TuMV抗病育種提供參考依據。

2　問題與展望

近年來，雖然通過育種工作者的不懈努力，我國蘿卜栽培育種技術與新優品種選育工作取得較大成績，如成功篩選到部分抗TuMV材料，并能初步應用于蘿卜抗性育種研究工作中，但此方面研究技術與國外先進水平仍存在一定差距。具體表現為：目前，研究中可應用的蘿卜抗TuMV優異抗源材料仍然比較有限；雖然已有蘿卜抗TuMV遺傳規律的研究，但是由于不同研究采用的方法和材料不同，導致結論不一致；尚未有關于蘿卜抗TuMV的分子機理研究方面的報道。

因此，接下來的蘿卜抗TuMV研究工作中，首先仍要持續進行新優種質資源的鑒定、收集以及不斷加強創新優異抗源材料，尤其是加強利用和開發中國部分傳統的地方優良品種，充實現有的種質資源基因庫，通過分子生物學方法盡快發掘鑒定TuMV抗性關鍵基因及可能存在的調控網絡；其次要在堅持傳統常規育種的過程中，對蘿卜抗蕪菁花葉病毒病的理論基礎進行深入探索，將分子標記輔助育種技術、分子標記定位技術及轉基因技術高效地應用于抗TuMV育種中，在提高蘿卜產量品質的同時，大力提高蘿卜育種效率，以期在蘿卜抗TuMV育種研究方面實現新的突破。

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Resistance Research Status of Radish to Turnip Mosaic Virus

LIU Genxin1，2，DAI Ce2，XU Yuanyuan1，SU Xiaojun1
（1.Vegetable Research Institute，Jiangsu Academy of Agricultural Sciences，Nanjing 210014；2.Xinjie Town Agricultural Service Center in Taixing of Jiangsu）

Turnip mosaic virus（TuMV）has a wide distribution host and serious harm to Cruciferous crops.This paper briefly introduces the research progress of TuMV in radish from host range，pathogen detection，disease symptom，differentiation of strains，genetic laws and resistance resources mining，in order to provide references for TuMV resistance breeding of radish and other Cruciferous crops.

Radish；TuMV；Resistance

S631.1

A

1001-3547（2016）08-0031-04

10.3865/j.issn.1001-3547.2016.08.015

“十二五”農村領域國家科技計劃課題（2012BAD02B01）；2015年度江蘇省第四期“333工程”培養資金資助項目（BRA2015445）

劉根新，男，農藝師，主要從事蔬菜作物遺傳育種研究，電話：18936832877

蘇小俊（1969-），男，博士，研究員，瓜類蔬菜遺傳育種，電話：15365172328，E-mail：xiaojunsu@yahoo.com

2016-01-05