植物病毒素有“植物癌症”之称,防治上十分困难。病毒在侵染寄主后,不仅与寄主争夺生长所必需的营养成分,而且破坏植物的养分输导,改变寄主植物的某些代谢平衡,使植物的光合作用受到抑制,致使植物生长困难,产生畸形、黄化等症状,严重的造成寄主植物死亡。
为了有效地控制植物病毒病,人们采用了各种措施,包括轮作、种子脱毒、病毒间的弱毒株系交叉保护、抗病品种的选用、传毒介体的控制及化学农药的使用等,近年来转基因植物抗病研究也有了新的进展。但这些措施还不能有效克服病毒的危害,且化学农药的使用对环境造成了很大危害,在当前大力提倡绿色食品和环境保护的前提下,加强植物病害的综合防治和减少化学农药的使用已成为植保工作者工作的重点内容之一。
1.简介
植物病毒病是由植物病毒寄生引起的病害。植物病毒必须在寄主细胞内营寄生生活,专化性强,某一种病毒只能侵染某一种或某些植物。但也有少数为害广泛,如烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒。一般植物病毒只有在寄主活体内才具有活性;仅少数植物病毒可在病株残体中保持活性几天、几个月、甚至几年,也有少数植物病毒可在昆虫活体内存活或增殖。
植物病毒在寄主细胞中进行核酸(RNA或DNA)和蛋白质外壳的复制,组成新的病毒粒体。植物病毒粒体或病毒核酸在植物细胞间转移速度很慢,而在维管束中则可随植物的营养流动方向而迅速转移,使植物周身发病。
2.症状
受害植物常表现如下症状:
①变色。由于营养物质被病毒利用,或病毒造成维管束坏死阻碍了营养物质的运输,叶片的叶绿素形成受阻或积聚,从而产生花叶、斑点、环斑、脉带和黄化等;花朵的花青素也可因而改变,使花色变成绿色或杂色等,常见的症状为深绿与浅绿相间的花叶症如烟草花叶病。
②坏死。由于植物对病毒的过敏性反应等可导致细胞或组织死亡,变成枯黄至褐色,有时出现凹陷。在叶片上常呈现坏死斑、坏死环和脉坏死,在茎、果实和根的表面常出现坏死条等。
③畸形。由于植物正常的新陈代谢受干扰,体内生长素和其他激素的生成和植株正常的生长发育发生变化,可导致器官变形,如茎间缩短,植株矮化,生长点异常分化形成丛枝或丛簇,叶片的局部细胞出现疱斑、卷曲、蕨叶及黄化等。
3.传播
植物病毒除借带毒的繁殖材料如接穗、鳞茎、块根、块茎等传播外,主要是通过昆虫,以及螨类、土壤中的真菌、线虫等媒介体,称介体传播。此外,花粉与种子可传播瓜类及豆类植物的病毒,嫁接可传播果树病毒等,则称非介体传播。在自然界某种植物病毒通过一种或多种方式传播,因植物病毒的种类不同而异。传毒昆虫以具刺吸式口器者为主,如蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马,白粉虱等;仅少数具咀嚼式口器。它们在为害植物的同时将病毒从病株传到健株上。
蚜虫和飞虱是植物病毒的主要传播者。有的种类只传播一种病毒,也有的可传播多种病毒,还有某一种病毒由多种蚜虫传播的。
蚜虫传毒特性根据其保持传毒时间的长短可分为:①非持久性传毒。获毒时所需的饲毒时间很短,蚜虫获毒后即能传毒,不需要经过潜育期,但不能持久(一般为4小时以内)。这类病毒一般均能以汁液传播,并引起花叶型症状,如黄瓜花叶病毒等;②半持久性传毒。传毒时需要较长的饲毒时间方能获毒,随着饲毒时间的延长可提高其传毒能力。获毒的蚜虫不需要经过潜育期,但能保持较长时间(10-100小时)的传毒能力。如甜菜黄化病毒等;③持久性传毒。某些性状与半持久性相似,但获毒和传毒的时间更长,并需要经过一定时间的潜育期,其保持传毒的时间在100小时以上。通常可终身传毒,有的甚至还可经卵传播。如大麦黄矮病毒等。后两类病毒多半引起黄化和卷叶症状,一般不能经由汁液传播。
根据病毒在蚜虫与其他刺吸式口器昆虫所存在的部位及其传播机制,又可分为口针型、循回型及增殖型3类。口针型相当于非持久性传毒;循回型包括半持久性传毒和部分持久性传毒;而增殖型则指在昆虫介体内增殖病毒的持久性传毒类型。
4.防治
植物病毒病的发生与寄主植物、病毒、传毒介体、外界环境条件,以及人为因素密切相关。当田间有大面积的感病植物存在,毒源、介体多,外界环境有利于病毒的侵染和增殖,又利于传毒介体的繁殖与迁飞时,植物病毒病害就会流行。
(1)改变耕作制度,加强栽培管理,预防植物病毒病的发生和流行
①轮作套种。采用不同作物和品种的轮作和套种,可以减少病原积累,防止病害严重发生;
②适期播种。播种期的选择对病毒病的发生也有很大影响;
③加强苗期管理。铲除田间地头杂草、拔除病株、及时治虫防病。
(2)选择抗、耐病品种
种植抗病和耐病品种可以经济有效地防治和减轻病毒病的发生。多数抗病品种可以抵抗病毒复制和扩散,有些蔬菜可以抗传毒介体。
(3)防治传毒介体
大多数植物病毒病是通过介体传染的,因此,防治传毒介体是防治植物病毒病的重要措施。防治传毒介体的方法,包括利用天敌,使用生物农药,物理诱杀和驱避等多种措施。
(4)消灭病毒的侵染源
病毒的侵染源主要是种子、繁殖材料、带毒野生植物和栽培植物。
(5)病毒疫苗的应用
用人工诱变获得致病力较弱的病毒株系,叫弱毒疫苗。由于病毒株系间的干扰作用,弱毒株侵染植物后,能干扰强毒株的侵染,使之不表现症状或症状减轻,达到控制强病毒株系对植物的危害。
(6)生物农药防治
化学药物防治也是病毒病的防治措施之一,但由于化学药剂往往对植物有药害且对环境造成污染,所以使用受到了限制。目前,天然抗病毒生物农药有的已产品化,应大力提倡使用。但生物源抗病毒农药的作用特点与化学农药有很大不同,只有了解其作用特点并掌握正确的使用方法,才能更好地发挥其对病毒病的防治作用。生物源农药有植物性农药、农用抗生素和其他生防制剂,按其作用特点可以分为以下几种类型:
①保护膜型。在植物叶子表面形成一层薄膜,覆盖于植物表面,减少病毒感受点,对由机械摩擦传染和蚜虫传染的植物病毒,有一定的抑制作用。这种类型的农药,一定要在植物感病前喷施,才能起到防治作用,所以要在苗期就开始,每隔一定时间使用一次。如等到病毒已经入侵到植物体内,则不会有效果。
②钝化病毒。作用于病毒粒子,使其暂时或永久钝化,失去侵染能力。
③抑制病毒在寄主植物中的复制和扩散。植物病毒在寄主内的复制和扩散主要分为脱壳、病毒核酸复制、病毒蛋白合成、病毒装配和寄主体内长距离运输等几个环节,对其中某些环节的抑制可以防止病毒的增殖,达到防治病毒病的目的。这类抗病毒制剂对病毒病有较好的治疗作用,可以在植物发病初期使用,但此类农药目前较少,且多为化学合成农药。
④诱导抗性。某些植物在受到病毒侵染和抗病毒剂激发后能在植物体内产生抗病毒物质。一些诱导剂能诱导抗病毒因子的产生,从而增强植物抗病毒的能力。
⑤植物生长调节剂,调节生长,抑制症状表达。有些抗病毒药剂可以调节植物生长,如赤霉素、芸苔素等一些激素对番茄、辣椒、西瓜等蔬菜病毒有明显的疗效,喷施后表现为花叶、卷叶的植物可以恢复,新叶完全展开。另外一些植物性抗病毒剂在喷施后对促进植物生长的一些内源激素的含量有一定的影响,虽然寄主植物中病毒含量并未降低,却可以通过维持植株中叶绿体含量而抑制病毒症状的产生。
总之,生物农药的大量使用可以减少化学农药的用量,从而减轻对环境的污染,又能保持对病害有良好的防治效果,达到可持续控制病害的目的。抗病毒生物农药来源于动植物或微生物,对植物药害小、副作用小,低残留,对环境无污染,所以应大力提倡各种生物源农药的开发和利用。
病毒病高效药——阿泰灵
2013年,中国农科院植保所研制出第一个抗病毒蛋白质生物农药――“阿泰灵”(6%寡糖·链蛋白可湿性粉剂),是中国农科院植保所针对植物病毒病发生特点及植物抗性机制,经过数十年的潜心研究而成的新型病毒病生物农药,也是我国的专利创制产品,是世界上首个抗病毒蛋白质农药。
蛋白质生物农药是指来源于自然界生物,对农作物病虫草害具有抑制或防控功能并能达到农药登记标准的生物蛋白质制剂。
植物病毒专性寄生,在植物体内增殖,造成植物畸形生长或叶片黄化,一般化学药物很难破坏病毒粒子的结构,而这种蛋白质生物农药通过诱导植物自身抗性,激发植物生长代谢和自身免疫系统而提高农作物抗性,在自然条件下可分解成植物生长必须的营养成分,改善品质,提高产量。此外,该药剂对环境和植物本身安全、绿色高效,有助于农业可持续发展,未来前景广阔。
下表为阿泰灵主要的防治对象及作用效果。
防治对象
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蔬菜、瓜果、烟草、果树、园林、花卉、药材、玉米、水稻、小麦等植物病毒、真菌、细菌、综合性病害,对病毒病特效。
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作用效果
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①植物免疫,防治病害。中国农科院植保所创新型蛋白质农药,作用方式独特,无交互抗性。植物疫苗,诱导植物抗性机制,修复受害植株损伤,提高自身的抗病能力,系统防治植物细菌、真菌、综合病害,对病毒病特效。
②调节生长,增加产量。含有丰富的C、N等营养物质,可被微生物分解利用并作为植物生长的养份,叶绿素提高15%以上,根系发达,促进植物生长,有效提高作物产量和品质。番茄增产15%以上,叶菜类增产20%,水稻增产18%,茶叶增产30%~40%,韭黄增产25%,甘蔗增产20% 。
③增强抗逆性,抗自然灾害,解药害。调节植物生长,诱导植物产生具有抗性作用植保素、几丁霉等物质,综合增强植物抗性,提高植物抗病、抗虫、抗旱、抗寒能力。
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