番茄黄叶卷曲病毒(TYLCV)是一种来自Geminiviridae家族的DNA病毒,对全球的番茄作物造成了严重的损害。该病毒主要在热带和亚热带地区蔓延,造成了重大的经济损失。其中,最主要的病毒载体为白粉蚧(Bemisia tabaci),这种昆虫广泛分布于各大洲,成为TYLCV传播的关键。不仅仅是番茄,该病毒还能感染其他植物,如茄子、马铃薯、烟草和豆类等。
「TYLCV的传播速度惊人,研究显示,这种病毒具有惊人的生存与传播能力。」
TYLCV的基因组由单一的无环单链DNA组成,长度为2787个核苷酸。这一特征使其成为Geminiviridae家族中的典型代表。这种病毒的衣壳蛋白在其昆虫传播过程中扮演着至关重要的角色,该基因组编码六个开放阅读框架(ORF),分别为V1、V2、C1、C2、C3和C4。
V1蛋白是衣壳蛋白,负责保护病毒DNA的同时形成病毒颗粒,而V2蛋白的功能尚不明确,但可能与病毒在宿主植物中的运输有关。 C1蛋白是病毒复制蛋白,对于病毒的复制至关重要,其余蛋白质则与病毒基因沉默抑制、增强病毒积累及表现症状等方面有关。
TYLCV是通过白粉蚧以持续循环但不繁殖的方式进行传播。研究指出,雌性白粉蚧在病毒传播中表现更加出色,其短暂的病毒获得期仅需15至20分钟,而潜伏期却需8至24小时。研究者发现,这种病毒甚至可以透过感染的雄虫和雌虫之间的性接触进行传播,并在下一代中保持。
「TYLCV对农业的影响不容小觑,所产生的症状包括叶片卷曲及果实产量减少,受到严重影响的地区大多位于热带与亚热带。」
TYLCV感染的症状包括严重的生长迟缓、叶片尺寸缩小、叶片向上卷曲、以及果实产量下降等。这种病毒常常造成90-100%的农作物损失,全球约有700万公顷的面积受到TYLCV或其他病毒混合感染的影响。尤其是在发展中国家,因为气候条件及治疗成本的高昂,使得它们遭受了严重的损失。
TYLCV自1930年在以色列首次被发现以来,已经在全球范围内蔓延至超过30个国家,特别是在非洲、亚洲和美洲等地都存在此病毒的迹象。最常见的两种TYLCV分离株分别为Sardinia病毒和以色列病毒。根据研究,这种病毒的传播不仅与白粉蚧的分布范围有关,也和农业生产的模式有密切的关系。
「随着全球气候变化及农业模式的改变,TYLCV可能会进一步扩大其影响。」
为了控制TYLCV的传播,现行的有效措施包括使用杀虫剂以及培育抗病的作物品种。然而,针对白粉蚧的抗药性问题,仅依赖杀虫剂的效果并不理想,因此需要循环或混合使用不同的药剂。此外,发展中的国家受到此病毒的影响最大,因为高昂的治疗成本更增加了农民的负担。
此外,还有其他控制策略,例如轮作及基因改良,以培育对TYLCV更具抵抗力的植物。不过,最具前景的仍然是利用转基因技术来培养耐病的番茄品种。
番茄黄叶卷曲病毒的蔓延是否会对我们未来的农业生产造成更深远的影响?