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鬱金香碎色病毒

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鬱金香碎色病毒,屬馬鈴薯Y病毒科。主要寄主為鬱金香,次要寄主為百合屬。在鬱金香生長的所有温帶地區,特別是在生長季節早期蚜蟲介體豐富的歐洲南部很普遍。
外文名
Tulipa virus
別    名
鬱金香花葉病毒等
中文學名
鬱金香碎色病毒
拉丁學名
Tulipa virus
病毒界
病毒
馬鈴薯Y病毒
馬鈴薯Y病毒屬

鬱金香碎色病毒分佈

可能在全世界範圍分佈。在鬱金香生長的所有温帶地區;特別是在生長季節早期蚜蟲介體豐富的歐洲南部很普遍。
歐洲:前捷克斯洛伐克(Chod & Polak, 1969)、丹麥(Thomsen, 1980)、荷蘭 (Hoog, 1933; Slogteren & Bruyn Ouboter, 1941;Slogteren, 1971;Asjes, 1994)、英國(Cayley, 1928;Mowat, 1968);
亞洲:日本(Yamaguchi et al., 1958, 1961a, b;Nahata et al., 1988);
西半球:美國 (McKay et al., 1929;McKay & Warner, 1933;McWhorter, 1938);
大洋洲:澳大利亞(Sutton & Garrett, 1978)。

鬱金香碎色病毒寄主植物

主要寄主:
Tulipa(鬱金香)。次要寄主:百合屬百合花)。
診斷品種:
Lilium formosanum-用染病鬱金香的花瓣、葉片或鱗莖的抽提物摩擦接種秧苗後2周內,在葉尖出現斑駁或條紋症狀。後期葉片和花產生扭曲(Brierly & Smith,1944;Yamaguchi,1958)。Tulipa hybrids - 碎色花。Tulipa spp. and Darwin hybrids - 碎色花和變色葉。Lilium spp. and Mid-Century hybrids -葉片變色並惡化。
診斷性非感病寄主品種:
已知不能感染任何指示性草本品種。 Narcissus pseudonarcissus、Hyacinthus orientalis 和 Hippeastrum hybridum.
繁殖品種:
鬱金香變種Croisette、Grand Pride和Palijas是病毒純化的好來源。
Lilium varieties Concorde and Sterling Star.
分析品種:
沒有局部損害的報道,但Lilium formosanum (W) 可用。
感病寄主品種:
Calochortus、Fritillaria pudica、Lilium (cvs Concorde, Sterling Star)、Lilium formosanum、Lilium longiflorum、Ornithogalum thyrsoides、Tulipa、Tulipa hybrids、Zigadenus fremontii、Insusceptible host species、Allium cepa、Amaranthus retroflexus、Atriplex hortensis、Avena sativa、Chenopodium amaranticolor、Chenopodium murale、Chenopodium quinoa、Crotalaria spectabilis、Cucumis sativus、Datura stramonium、Glycine max、Gomphrena globosa、Hippeastrum hybridum、Hyacinthus orientalis、Narcissus pseudonarcissus、Nicotiana clevelandii、Nicotiana glutinosa、Nicotiana tabacum、Petunia × hybrida、Phaseolus vulgaris、Saccharum officinarum、Secale cereale、Tetragonia tetragonioides、Torenia fournieri、Vicia faba、Vigna unguiculata、Zea mays、Zinnia elegans。
包含感病寄主品種的屬:
Calochortaceae (1/1)、Hyacinthaceae (1/2)、Liliaceae (6/6)、Melanthiaceae (1/1)
包含非感病品種寄主的屬:
Alliaceae (1/1)、Amaranthaceae (2/2)、Amaryllidaceae (2/2)、Chenopodiaceae (4/4)、Compositae (1/1)、Cucurbitaceae (1/1)、Gramineae (4/4)、Hyacinthaceae (1/2)、Leguminosae-Papilionoideae (5/5)、Scrophulariaceae (1 /1)、Solanaceae (5/5)、Tetragoniaceae (1/1)。
寄主範圍的註釋:
Brierley and Smith (1944)接種自66個屬和帶有鬱金香碎色病毒的22 屬中的79個雙子葉品種,後通過接種到Lilium formosanum檢測。所有檢測是陰性的,但並沒有命名這些物種,進一步的測定亦證明了39個單子葉物種是非感病的。寄主範圍信息的來源:Brierley and Smith (1944)。
影響植物階段:
開花階段。受影響的植物部分:花序

鬱金香碎色病毒危害情況

由於感染水平通常很低,而難以評估在鬱金香碎色病毒導致的全部損失。不過,如果栽培物無低的耐受率,便不允許出售預定的繁殖植物材料。
症狀
報道鬱金香碎色病毒僅侵染兩種植物,Tulipa和Lilium,均屬於百合科。可汁液傳播和鱗莖嫁接傳播。早在1637年Dutch種植者通過嫁接帶有碎色花的鱗莖到花色一致的鱗莖上來生產花碎色的新鬱金香變種(Hoog,1933)。導致鬱金香品種及其雜交品種在紅色和紫色變種中花色的斷裂;它影響了花瓣中表皮細胞液泡花青素的數量(Dufr oy,1931)。導致依賴鬱金香變種和病毒株系的不同類型的顏色斷裂。由於缺乏花青素,白色和黃色花變種無斷裂現象,它們的顏色由葉肉中的無色或黃色質體決定。感染植物表現為葉片斑駁。自從16世紀鬱金香引入歐洲,就知道了顏色的斷裂。亦在百合中發現了這種病毒,在葉片中導致了輕度到中度的斑駁。最早由 Cayley (1928, 1932)在來自英格蘭Surrey的Tulipa spp.中報道。
鬱金香的花碎色使人們着迷了幾個世紀。1258年,波斯詩人Mushrrifu'd-din在他的詩Galistan中描述了多種花色的鬱金香(Botschantzeva,1982)。在16和17世紀,帶有條紋中花色的斑點和極其精美的火焰圖案的鬱金香非常昂貴。生產碎色鬱金香的需求在19世紀初期結束(McKay and Warner, 1933)。人們認為侵染鬱金香的病毒令人不快。在早期文學作品中,公認了3種類型的花碎色:'完全碎色'即變色花瓣區域除了花色和白色均無色;'自我碎色'是顏色在小區域強化;和'平均碎色'為在同一花瓣上表現出自我碎色和完全碎色(Cayley, 1928;McKenny Hughes, 1930, 1931, 1934;McWhorter, 1938;Slogteren and Bruyn Ouboter, 1941;Slogteren and Asjes, 1970;Slogteren, 1971)。人們很少對葉片症狀進行討論。
McWhorter(1938)聲明兩種病毒為病原,而Slogteren和Bruyn Ouboter(1941)認為影響殼歸因於相同病毒的不同株系,例如分別與完全碎色和自我碎色相關的鬱金香碎色病毒的嚴重和温和株系。然而,大量栽培物似乎不能顯示完全和/或平均碎色(McWhorter, 1938;Asjes and Elbertsen, 1982)。關於鬱金香碎色病毒症狀學的信息在過去的數十年中明顯增加(Asjes and Elbertsen, 1982)。症狀因相關栽培物、植物的生長階段、生長條件的不同而變化。在不同的染病植物中,症狀在整個生長季節連續出現,例如開花前、或開花期間,但在開花後新形成的症狀仍能在某些栽培物中出現。在從土壤中顯露的植物中可見到鬱金香管狀外觀形成中的症狀和微紅-褐色-綠色花葉。葉片的淺/深綠色圖案或紫紅色到綠色花葉因栽培品種而異。花莖在開花的前後顯示輕微偏離的顏色。花蕾的顏色可能不正常。人們仍可發現,黃色和白色栽培物的花朵在花期早期顯示不同的色彩,或忽略病毒株系相關性的多種類型花色碎色。另外,花的自我碎色圖案又可歸因於當季的侵染或下一季的侵染。病毒侵染可完全改變花的形狀。如同在幾個栽培物中觀察到差異一樣,柱頭顏色可以由綠色變到黃色、綠色到白色或綠色到紅褐色。葉片顯示花葉的不同圖案,或在某些栽培物花期或花期後期,顯著的環斑。和規律一致,植物中的症狀表現二級症狀。在他們的嚴重類型中,可在早期識別栽培物的症狀特徵,但是通常難以將症狀歸因於不同的病毒,例如,鬱金香帶狀碎色病毒和鬱金香頂端碎色病毒。其它病毒也誘導與葉片症狀不同的不同類型花色碎色,例如煙草響環壞死病毒(Slogteren,1958)、煙草壞死病毒(Kassanis,1949)、百合無症病毒(Derks and Asjes,1975)鬱金香X病毒(Mowat,1982;Asjes and Blom-Barnhoorn, 1998)和鬱金香温和花葉斑駁病毒(Morikawa et al.,1995)。
描述符:
花序:損害 ;有斑點;帶條紋(非Poaceae);變色(非禾本植物)。

鬱金香碎色病毒形態特徵

病毒粒子絲狀;
無包膜;通常是纖維狀;帶有明顯模式:長750-775 nm、寬14 nm。軸槽模糊。基本螺旋模糊。植物細胞中出現包涵體。植物汁液熱失活點為65-70度(McWhorter,1938)。在百合汁液中能保持4-6d(Brierley and Smith, 1944)。最高稀釋度是1/10000,顆粒的沉降物單組分,共沉降係數為153S。從鬱金香栽培品種Jack Laan 和Divera中純化時260nm的特定吸收值為1.03-1.13,而純化自Texas Flame 的為1.13-1.21(Derks et al., 1982)。
純化
因為在葉片提取物中病毒兩種病毒粒子的聚集,不能製備純化的病毒。Derks 等人 (1982)闡述了下列過程:在含有1%Na2SO3(w/v :2/5)的0.1M tris-巰基乙酸(pH 9.0)中勻漿鬱金香葉片(新鮮的、-20℃凍結的、或者凍乾的)。粗紗布過濾的勻漿物,1500g離心10min。用5%Triton X-100攪拌上清液45min-1h。90,000g離心90min。加入1/8體積的0.1M tris-HCl(pH9.0)重懸浮沉澱,8000g離心10min。上清液90,000g離心90min。用0.1M tris-HCl(pH 9.0)重懸浮沉澱(每100g加2ml),8000g離心10min。在上清液中加入抗寄主蛋白抗血情(1ml上清液加入0.1ml),4℃可放置18h。9000g離心10min。上清液90,000g離心90min。在0.1M tris-HCl(pH 9.0)中重懸浮沉澱,7000g離心10min。上清液中含有純化的病毒。純化的上清液非常均一。粒子不聚集或破碎。在50%甘油中,病毒上清液能在-20℃儲存數年而無凝聚或破碎的徵兆。
基因庫序列NCBI
sequence data (Entrez search)序列數據庫登陸密碼:
S44147 Em(40)_vi:S44147 Gb(84)_vi:S44147 polyprotein precursor tulip breaking virus, lily, Genomic RNA, 1556 nt. 1/94 1,556bp.
S60804 Em(40)_vi:S60804 Gb(84)_vi:S60804 coat protein tulip- breaking virus TBV, Genomic RNA, 277 nt. 1/94 277bp.
S60808 Em(40)_vi:S60808 Gb(84)_vi:S60808 coat protein Rembrandt tulip-breaking virus ReTBV, Genomic RNA, 277 nt. 1/94 277bp.
X63630 Gb(84)_vi:TMVCPRNA Tulip mosaic virus gene for coat protein. 7/94 1,479bp.
S60806 Em(40)_vi:S60806 Gb(84)_vi:S60806 coat protein tulip top-breaking virus TTBV, Genomic RNA, 277 nt. 1/94 277bp.
S60810 Em(40)_vi:S60810 Gb(84)_vi:S60810 coat protein lily mottle virus LiMV, Genomic RNA, 277 nt. 1/94 277bp. 6 sequences.

鬱金香碎色病毒生物學

血清學:
該病毒是個很好的免疫原,其抗血清滴度範圍在1/1280~1/10240之間。在DAS-ELISA中使用的結合稀釋度通常是1/1000。在荷蘭的鬱金香鱗莖在儲藏期間進行常規測試(Derks et al., 1982;Schadewijk and Eggink, 1982;Asjes, 1990, 1997)。對於微沉澱素實驗,可用硫酸銨沉澱該病毒。在提取汁液前,將感病葉片在50度的水中浸泡可增強稀釋的最高度。沉澱是絨毛狀(鞭毛)類型。
關係:
STBV與兩種同源抗血清和抗MTBV抗血清反應,但MTBV不與任何一種抗血清反應,推測可能是存在的病毒太少的緣故(van Slogteren & de Vos,1966)。McWhorter(1938)的觀察推測,MTBV不保護STBV的超級侵染:他用STBV接種鬱金香顯示自我碎色,5/9反站為完全碎色。鬱金香碎色病毒是馬鈴薯Y病毒屬的一個成員(Brandes & Wetter,1959);Bartels(1971)發現它與煙草蝕刻病毒的血清學關係較遠,與兩種陽性的異源抗血清交叉反應。雖然,鬱金香碎色病毒可與天仙子花葉病毒的抗血清反應,但天仙子花葉病毒不能與鬱金香碎色病毒的抗血清反應。血清學相關病毒:Tobacco etch (SDI: 5) and henbane mosaic viruses (SDI: 7)。血清學不相關病毒:Alstroemeria mosaic, bean yellow mosaic, clover yellow vein, Columbian datura, hippeastrum mosaic, iris mild mosaic, lettuce mosaic, narcissus yellow stripe, potato A, potato Y or turnip mosaic viruses.
細胞病理學:
在寄主植物的所有部分中發現病毒粒子;在細胞質中(遊離或成束,但不在葉綠體線粒體中)。在侵染細胞中存在包含體;在細胞質或病毒胞漿中呈結晶狀(N.B. 不同於由百合無症病毒所產生的X體;McWhorter, 1940)或風輪狀。McWhorter(1941)採用光學顯微鏡,在感病鬱金香葉片的表皮細胞中發現兩類細胞內內涵體。採用超薄切片電子顯微鏡,Yamaguchi,Kikumoto & Matsui(1963)在染病鬱金香花瓣中可觀察到平行粒子束,T.C.Allen(pers.comm.)在鬱金香和百合的侵染細胞中發現風輪狀內涵體。
注意:感染了黃瓜花葉病毒的鬱金香顯示出的花碎色,可與鬱金香碎色病毒所導致的碎色混淆,但由於花瓣邊緣的限制極易區分(van Slogteren,1966)。在百合中,有時可同時發現鬱金香碎色病毒與百合無症病毒(van Slogteren,未發表),早期由Civerolo,,Semancik & Weathers(1968)和Allen & Lyons(1969)描繪。Brierley & Smith(1941)在百合科中報道了四種新增的鬱金香碎色病毒的寄主(Calochortus sp.、Fritillaria pudica、Zygadenus fremontii和Ornithogalum thyrsoides)。然而,該報道有待證實,因為在這些實驗中所用的來自百合的病毒有可能污染了百合無症病毒
遺傳組成:
基因組由單鏈線形RNA組成,大小約10 kb。序列參考Langeveld et al., 1991;百合分離物基因組的3′末端的1586核苷狻。複製不依賴輔助病毒
合成鬱金香碎色病毒-鬱金香RNA的cDNA並克隆到Escherichia coli.中。通過限制性酶切分析、點免疫結合分析和部分測序鑑定一個含有4.5 kb插入的克隆。該克隆的3'末端的1479個核苷酸的序列測定顯示,該序列包括一個開放讀碼框(ORF),接着是跟着255個核甙酸的非轉錄區域和一個poly(A)區域。推測的氨基酸序列包括預測的RNA依賴的RNA聚合酶的C末端和外殼蛋白質。穀氨酸-丙氨酸二肽作為在外殼蛋白質的N末端的假設的NIa 蛋白酶切割點鑑定 (Ohira et al., 1994)。
鬱金香碎色病毒、鬱金香頂端碎色病毒,鬱金香帶狀碎色病毒、倫布蘭特鬱金香碎色病毒和百合斑點病毒(鬱金香碎色病毒-百合)由血清學和特定馬鈴薯Y病毒PCR反應作為馬鈴薯Y病毒特徵。如果碎色病毒是不同的病毒或是一個病毒的不同株系,由擴增的341bpDNA片段的序列分析(Langeveld et al., 1991)涵蓋的馬鈴薯Y病毒外殼蛋白順反子的保守區域而決定。碎色病毒表現為不同的病毒,而人們發現鬱金香頂端碎色病毒是鬱金香花葉病毒的相關株系 (Dekker et al., 1993)。

鬱金香碎色病毒傳播途徑

可通過摩擦接種的非介體傳播和介體傳播。已經報道了數個鬱金香碎色病毒的蚜蟲介體種類。Acyrthosiphon solani(Smith, 1957)和Dysaphis tulipae(均為存儲期間)、Aphis fabae (Brierley and Smith, 1944)、A. gossypii (Brierley and Smith, 1944)、D. plantaginea (McKenny Hughes, 1930, 1934)在存儲期間,Macrosiphum euphorbiae (Brierley and McKay, 1938;Brierley and Smith, 1944;Derks and Asjes, 1975), Myzus persicae (Brierley and Smith, 1944;Alper et al., 1982), Neomyzus circumflexus (Thomsen, 1980) 和 Rhopalosiphon padi (Thomsen, 1980).

鬱金香碎色病毒檢疫與防治

檢測方法
鬱金香碎色病毒在鬱金香均勻分佈。DAS-ELISA常用於檢測儲存期間鱗莖樣品中病毒存在的活性實驗中。抗鬱金香碎色病毒和鬱金香帶狀病毒的抗體存在於所用的抗血清中 (Derks et al., 1982;Schadewijk and Eggink, 1984;Asjes, 1997)。在DAS-ELISA中,用鬱金香碎色病毒多克隆抗體(PAb)包被板獲得的A405讀數高於的鬱金香碎色病毒單克隆抗體(McAb)包被板所獲得的讀數。抗原包被板的ELISA中,酶標McAbs檢測純化病的毒靈敏度高於酶標PAbs檢測。 包被了碎色病毒汁液的板中酶標PAbs所獲得的A405讀數高於酶標MABs。鬱金香碎色病毒McAbs可用於區分鬱金香碎色病毒的不同株系,亦可與大豆黃色花葉病毒起反應。一個McAb與鳶尾嚴重花葉病毒起反應(Hsu et al., 1988)。
防治
鬱金香栽培主要集中於荷蘭。在大不列顛,日本和澳大利亞,僅佔全世界鬱金香種植面積的小部分。因此,在本文中的防治方法主要描述了每年種植了10,000公頃以上鬱金香的荷蘭的防治情況。病毒的防治由幾個簡明描述的因素決定。鬱金香碎色病毒(主要是鬱金香碎色病毒)的全面發生率非常低。鬱金香碎色病毒的症狀學已相當明確,並且,栽培者有廣泛知識(Asjes and Elbertsen, 1982)。人們不能接受染病鬱金香品質的下降。
在儲存期間的幹鱗莖中,鬱金香碎色病毒侵染的檢測常用DAS-ELISA檢查(Schadewijk and Eggink, 1984;Asjes, 1997)。由花鱗莖檢測服務中心(Flowerbulb Inspection Service)在所有鬱金香鱗莖種植地區強制執行,儲存期間鱗莖的取樣以及鬱金香植物生長地的管理和視察(Asjes, 1997)。保持病毒健康狀況於合適水平的嚴格檢查的必要性在小區域的鬱金香種植上明顯,例如與澳大利亞鬱金香種植情況比較(Sutton and Garrett, 1978)。作為鬱金香碎色病毒低發生率、栽培物感病性對侵染的微小不同(Asjes, 1978;Romanov et al., 1990;Straathof et al., 1996)、六月老熟植物抗性的出現(Asjes, 1997) 和每週噴灑人工合成除蟲菊酯造成的病毒擴散縮減的結果,病毒在荷蘭的五月和6月中的擴散相當慢。噴灑礦物油防治馬鈴薯Y病毒組病毒擴散比噴灑噴灑人工合成除蟲菊酯更為有效,但是由於碎色病毒的低發生率和應用礦物油後Botrytis fungal染病性的增強而未採用(Asjes, 1975;1997)。為了防止類似病毒病植物的混淆和人工合成除蟲菊酯導致的病毒在大田傳播的縮短的方法的中和(Asjes,1997),從7月到十月/十一月的儲存期間,碎色病毒擴散能力的蚜蟲防治是必需的。