全 文 ：第 8卷 第 4期
2 0 0 0年 1 2月
生 态 农 业 研 究
Eco—agriculture Research
voI 8
Dec．，
No．4
2 0 0 0
黄瓜花叶病毒猖獗与气候变暖关系及其对策*
大 3100
冯
29
光
／ (浙江 学生命科学学院 杭州 ) ～ T一，
摘 要 黄瓜花 叶病毒(CMV)可经 60多种蚜虫传播，侵 染 1000多种植l物，近 l5年来其危害 日渐
严重，目前 已成为我 国发生最普遍、危害最严 重的植物病 毒。从 生物学角度分析 了黄瓜花 叶病毒的
发生猖撅与气候变暖的关系，并提 出了依靠农业措施和 生物防治手段进行病 害控制的对策
关键词 竺 苎!堕兰 三 童量堡塑 农业措施 业 堕兰
Relationship between the ram pancy of cucumber m osaic virus and the dilnate warming and counter—
measures．Chert Jishuang，Chai Lihong，Li QuanshengtFeng M ingguang(Colege of Life Science，Zhe
Jiang University，Hangzhou 310029)，EAR，2000，8(4)：23~ 26
Abstract Cucumber mosaic virus(CM V )，which is transmitted by over sixty species of aphids and
infects over lOOO specie~of plants，has been processing a gradual severity in the past~fteen years．It
is[1ow the severest crop virus in China．Climate warming has played aF]important role oft this phe—
nomenon．Relationship between the rampancy of cucumber mosaic virus and the climate waring was
analyzed，and countermeasure of d
control measures was put forward．
which depends on agricultural and biologica
Key words Cucumher mosaic virus，Climate warming，Disease management， ricultural measure
Biological control
现今一些传统农产品表现为明显的品质退化和产量萎缩 ，其中最主要的原因之一是植物
病毒的发生和危害加重，后者是 由植物、病毒和传毒媒介昆虫等与环境因子共同作用的结果。
植物病毒及其所引起的病害常年猖獗与气候变化 ，尤其是冬季气温升高关系密切。本文从生物
学角度简要分析了目前我国第一大作物病毒——黄瓜花叶病 毒(Cucumber mosaic virus)的发
生流行与气候变暖的关系，探索在新的气候条件下通过建立有效的农 田生态系统控制该病 害
的对策 。
1 黄瓜花叶病毒及其发生与流行特点
黄瓜花叶病毒是 1种世界性分布范围最广、发生最普遍的常见植物病毒 ，它是引起我国烟
草花叶病 、番茄花叶病、辣椒 和甜椒病毒病 、油莱 、萝 和十字花科病毒病等的病原或主要病
原 ，也是菊花、豆科作物 、瓜类作物(黄瓜 、丝瓜)病毒病的主要病原病毒之一。一些野生、半野生
的植物如芭蕉、茅草等也常普遍遭受该病毒的感染 。一些原来主要由其他病毒侵染的作物病现
+ 国家自然科学基金 (39880028)资助项目
收稿日期 ：1999—08 23 改日日期 2000-04—18
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在发现都是以黄瓜花叶病毒侵染为主 黄瓜花叶病毒传播途径最多 +不仪可通过多种蚜虫(如
绿桃蚜、萝 蚜和棉蚜等)以非持久性方式传播，且极易通过汁液磨擦接种传播；病株花粉的表
面污染也造成携带黄m花叶病毒并传播到受粉植株而引起系统侵染 ；嫁接和无性繁殖材料造
成黄瓜花叶病毒的“垂直”传播 ，种子传播也是黄瓜花叶病毒重要传播途径之一 。
2 气候变暖对黄瓜花叶病毒发生与流行的影响
气候变暖使黄瓜花叶病毒本身的变异率升高。植物病毒的变异源于病毒基因组 RNA 的
突变和重组。黄瓜花叶病毒作为 1种单链 RNA病毒，其复制出错率较高和耐变异的能力较
强，同时黄瓜花叶病毒在寄主细胞中以高拷贝 RNA方式存在 ，它是后代病毒变异型广泛存在
的前提。实验表明，环境温度升高使病毒 RNA复制酶(RdRp)复制的出错率 明显增加 。同时气
温升高 、大气臭氧层破坏加剧使到达植物表面的紫外线增多，紫外线对 RNA模板有较强的诱
变作用。因此气温升高是造成病毒变异 、产生新的病霉株系或新病毒的重要因素。
气候变暖对蚜虫传播病毒的影响 气候变暖对传毒蚜虫的主要影响一是传播植物病毒的
主要蚜虫在较高温度下发育速率加快 ，生殖率达到虽高，内禀增长能力增强 刘树生等 报道
萝 蚜在 5～18．5℃范围内成蚜产仔率为 9．1 5 ～50 ，而 10~3Z℃范围内成蚜产仔率则为
91 ～96 ，以上 2种温度下成蚜平均产仔头数分别为 3．3～4．0和 31．9～47．8。温度升高还
使一些非主要的传毒蚜虫转变成主要的传毒蚜虫；二是冬季变暖使越冬蚜虫的恢复活动早、年
生代数增加 ，特别是实施大棚栽培的地方蚜虫一直处于繁殖、活动状态 ，春天气候回升后便扩
散到棚外成为当年蚜虫发生的基数虫源。因此气候变暖和采用冬季大栅栽培是导致蚜虫危害
加剧的直接原因 气候变暖条件下蚜虫的发生流行模式也受到极大的影响 ，以江浙地区为例 ，
以往绿桃蚜、萝 b蚜、棉蚜虽每年都有发生，但非连年严重 ，常间歇性猖獗致害，气候变暖近 10
年来几乎每年大发生，常年持续危害严重
气候变暖改变农 田生态结构。气候变暖对与植物病毒发生有关的农 田生态结构的改变主
要是栽培制度的改变，如单季改为双季 ，双季改为三季 ，更多的地方则变为单双季混合 。以番茄
为例，长江中下游地区当双季早番茄成熟收获时传毒蚜虫携带病毒转入单季番茄上 ，在第 2季
番茄进入大田生长阶段蚜虫和病毒又迁移到第 2季番茄上，致使 田间虫 13密度和病毒基数一
直处于发生危害严重的状态 ，造成恶性循环 。气候变暖还使冬季杂草繁生、病毒和蚜虫容易找
到合适的中转寄主而存活 。
气候变暖导致作物抗性改变。气候变暖对作物的抗性产生影响．尽管多数情况下夏季高温
使感染病毒的植株出现隐症 (即症状暂时消失)，但隐症状态并不使植物细胞 中病毒负荷量减
步 ，在气温转凉时通过隐症阶段得到有效积累的病毒使感病植株表现更加严重 ，形成不可弥补
的晚期损失。由于一般抗病育种是以抗早期感染发病为 目标的 ，抗性鉴定也一般以幼苗期的反
应作为鉴定指标，因此过早出现高温天气使病毒病引起的减产加剧，使抗性品种表现为“抗性
丧失 现象 。我国主要烟草产区以黄瓜花叶病毒为主的烟草病毒病近年严重发生与夏季高温所
引起的病害加剧有直接关系。
3 防治对策
3．1 加强生物防 治手段 ，降低 防病治虫 的长远代 价
植物病毒是细胞 内寄生物 ，目前 尚无能够进入寄主细胞有选择地杀死病毒或抑制病毒复
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第 4期 陈集双等 ：黄瓜花叶病毒猖獗与气候变嗳关系及其对策 25
制而叉不伤及寄主细胞的“特效药”，亦即对植物病毒病不能采用“治疗”方式。用化学杀虫剂防
治传毒蚜虫，阻断病毒感染桥梁是 目前 田间防治黄瓜花叶病毒的最有效手段。而生物防治措施
常作为重要补充 ，可有效减轻病毒对品种抗性的克服和害虫对农药产生抗性变异的速度，减少
后续生长季节中的毒源虫源 ，大大降低防病治虫的长期代价。保护和利用昆虫天敌，充分发挥
昆虫天敌的 自然控制作用是蚜害及所致病害综合治理的基本环节 。昆虫天敌利用包括天敌的
保护，即在使用化学农药和其他灭虫措施前 ，采取管理技术措施维持一定的天敌种群；天敌助
增 ，即在一定生产阶段向自然界释放人工饲养的天敌 。目前为止发现和具有利用潜力的蚜虫的
自然天敌主要分为两大类：捕食性 昆虫天敌主要有瓢虫(科)、草铃 (科)、食蚜蝇(科)昆虫；寄生
性昆虫天敌最主要的是蚜茧蜂(科)和蚜小蜂(科)的寄生蜂 ，此外还有 l0余科寄生蜂。蚜虫的
病原微生物主要是病原真菌和细菌 ，如苏云金杆菌(Bacillum thuringensis)是现在世界上应用
最广泛的生物杀虫剂 ，用 Bt毒蛋白基因构建的转基因植物 ，已释放到大 田并能有效控制蚜虫、
稻螟虫、棉铃虫等多种作物害虫。黄瓜花叶病毒卫星 RNA是 1种依赖于黄瓜花叶病毒复制并
对后者产生抑制作用的生物因子 ，或称为寄生于病毒的病毒，在 自然界中卫星 RNA可能是病
毒控制的 1种主要生态因子 。利用卫星 RNA构建黄瓜花叶病毒弱毒株(致弱株系)用于 防治
黄瓜花叶病毒强毒株的侵染，在法国、中国、日本 、美国和意大利得到广泛试验研究，但只在中
国进行了大面积的弱毒株田间释放 ，并在番茄 、甜椒、辣椒上取得较好防治效果。
3．2 发 展多 种抗病品种
选育和采用抗病品种，在作物病毒病防治方面一直占据核心位置。传统抗病育种通过近缘
物种间杂交和反复 自交来获得稳定遗传的纯合体 ，其缺点是育种周期长、抗性 品质来源有限和
抗性容易被病毒变异所克服 。而现代分子克隆和转基因技术使得不同物种之间遗传基因的交
换成为可能 ，大大拓宽了抗性基因的来源。一些抗病毒转基因植物如转 CMV—CP基因的烟草
已申请大 田释放 ，转基 因烟草可使 田间产量提高 200 或更高，并大大改善其品质。组织培养
和单细胞再生技术也使育种过程中继代和纯化速度大大加快 。抗病抗虫育种不仅有直接的经
济效益，同时具有减少化学农药用量 、普遍压制病原和虫口基数的长期生态效益
3．3 建立有利于防治瘸虫害的农田生态系统
在讲求精耕细作的栽培方式下或高投入、规模化生产的作物生产体系中，采用下列农业措
施 防治病毒病都有直接的效果 ，一是黄瓜花叶病毒尚未被发现直接侵染水稻等水田作物 ，因此
在有条件的地区实现较大范 围的水旱轮作可有效减少病毒的初侵染来源；二是改变播种和移
苗时期避开传毒蚜虫和病毒发生的高峰期，可减少黄瓜花叶病毒的早期侵染防治非持久性病
毒传播 ；三是在现有条件下可结合在防虫大棚或 网室中进行育苗，移苗初期进行有限化学防
治，减轻产量损失和对化学 防治的依赖。考虑作物生长区域的气候条件，尤其是气温升高对作
物生长季节的直接影响，合理调节耕作制度，有利于建立利于作物生长和防虫抑毒的农田生态
系统 ，如易感病虫的作物与蚜虫忌避作物的问作套种 ，在两轮作物之间充分考虑井避免其作为
蚜虫和病毒共同寄主的可能。适当使用除草剂、减少杂草等作为中介寄主的存在 ，尤其是注意
避免 2季之 间滞留作物和田间杂草作为病毒及传毒蚜虫的毒源 、虫源库和 习生桥梁作用是 目
前行之有效的手段之一。不能完全避免桥梁作物的地方 ，可通过规划集中防治蚜虫。同时还需
加快研制、开发和引进高效 、低毒，特别是选择性更强的杀虫剂。天然抑病毒制剂的研究近年取
得不少实质性进展，如分子生物学研究表明，植物病毒与寄主在生物学的主要区别是前者与后
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者的 RdRp略有差异，植物病毒除需利用寄主植物的 RdRp亚基外 ，在其复制的某些阶段还需
病毒特殊的 RdRp亚基。抗病毒抑制剂若能选择性地抑制病毒的 RdRp而对寄主植物的 RNA
复制酶影响小或无作用 ，则有可能成为 特效药” 抗植物病毒抑制剂包括天然和人工合成 2
类 ，天然抗植物病毒抑制剂使用成本低 ，不对环境造成污染压力，且具有促进作物生长和提高
作物品质的效果。至 1998年底国内市场已出现了 20多种病毒抑制剂产品，其防治效果为
6O ～ 92 。
3．4 加强农 田管理 ，采用 物理手段防 治病虫
根据黄瓜花叶病毒易通过蚜虫的试探性取食和农 事操作(如手和器械污染)传播的特点 ，
加强用物理方法驱除传毒蚜虫的措旋 ，如短时间高温或低温处理 ，采用银灰色避蚜薄膜、薰蒸
除虫、冬季清理苗圃等应成为新型栽培技术的配套措施 精耕细作 ，在劳动力相对充裕情况下
清除田间杂草和病残体，及时剔除花叶病株，在农事操作过程中避免通过手和工具的交叉污染
传毒，洁净操作是减少对化学农药的依赖 、降低农业生产成本和环境代价的有效途径 。选用无
病毒母体生产下一代作物种子或采用组织培养脱病毒技术获得无病毒苗木也是减少病毒危
害 、提高作物产量和品质的有效途径 ，并已成为具有 良好经济效益的新型农业产业
此外，还要大力强化病虫害预测预报等国家手段 ，增加宏观投入。在我国现行农业制度的
变革时期，病虫害预测预报作为缺少直接经济效益的农业措施正 日渐萎缩 。强化国家投入 ，稳
定病虫害预测预报的机构和队伍 ，提高预测预报的精确度和保证对病虫害发生的反应能力是
重要的宏观手段 ．在测报和采取相应防治措施中尚需注意病毒的变异和媒介昆虫的抗药性变
化以及气候变化总趋势和年度特征，不能完全依赖于参考历史资料。
参 考 文 献
李毂华．气候变暖对我国农作物病虫害发生流行的可能影响及发生趋势展望 中国农业气候 ，1992，13(2) 46~49
剂树生．温度对桃蚜和萝 b蚜种群增长的影响．昆虫学报，l991，34(2)：i89～i97
盛方镜 ．陈集双-德 平等．番茄乌心果病的进一步研 究．浙江农业大学学报tl993-l9(3)：331～334
田文会主编．蔬菜病毒的病害植物病原化学防治研究进展．北京：中国农业出版杜 ，1998
榇平东．李 梅，林奇英等．我国黄瓜花叶病毒及其病害研究进展．植物病毒与病害防治 北京 中国农业出版社，l99
中国水 问题 八大 战略 性转变
经过 1年多的紧强工作，由中国工程院组织 钱正奠和张光斗 2位院士主持 43位院士和近 300位专家参与的 2i世纪
中国可持续发展水资源战略研究 咨询项 目近期已经完成．谖项 日的综合报告认为，要实现 中国水资源的可持续发展，必额
实蘸^太战略性转变 ，即防洪减灾 ：从无序、无节制地与洪水争地转变为有序、可持续地与洪水协调井处的战略，从 建设防
洪工程体系为主的战略转变为在防洪工程体系的基础上，建成全面的防葶}硪灾工作体系{农业甩水 ：从传统的粗放型灌概农
业和旱地雨养农业转变为 建设节 水高效的现代灌溉农业和现代旱地农业为日标 的农业用水战略；城市和工业用承 ：从
重槐节水、治污和开发传统水资源转变为节滤优先、治樗为车、多渠道开源的城市水贷根可持续利用战略；防污减灾：从末端
治理为主转变为探头控制为主的综台治污战略；生态环境建设 ；从不重视生态环境 用水转变为保证生态环境用承时水贷源
配置战略，水贷蔼的供需平衡 ：从单纯地 以需定供转变为在加强需水管理基础上的水资源供需平衡战略；北方术资源问题；
从以超采地下承和利用束经处理的圬水维持经挤增长转变为在太力节水始污和台理利用当地承资楣【的基础上，采取南东北
谓的战略措施，保证北方地区社台经济的可持续增长；西北地区水资源阿题 t从缺乏生态环境意识的1医水平开发转变为与生
态环境建设相协调 的承资源开发利甩战略．为了实现以上战咯转变t专家们认为必须进行求资源管理体制、求资源投资机釉
和 承 价政策 三项 改革 。
(宋 国粱 )
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