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Identification for resistance of tomato varieties against geminiviruses

不同番茄品种对5种植物双生病毒的抗病性鉴定



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  43(6): 655 ̄658(2013)
收稿日期: 2012 ̄12 ̄18ꎻ 修回日期: 2013 ̄09 ̄12
基金项目: 公益性(农业)行业科研专项(201003065)ꎻ 国家自然科学基金资助项目(31171814)
通讯作者: 谢 艳ꎬ副教授ꎬ主要从事植物双生病毒研究ꎻ Tel: 0571 ̄88982677ꎬ E ̄mail: xiey@zju.edu.cnꎮ
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研究简报
不同番茄品种对 5种植物双生病毒的抗病性鉴定
矫晓阳1ꎬ 周雪平1ꎬ 杨悦俭2ꎬ 谢  艳1∗
( 1浙江大学生物技术研究所ꎬ 杭州 310058ꎻ 2 浙江省农业科学院蔬菜研究所ꎬ 杭州 310021)
Identification for resistance of tomato varieties against geminiviruses  JIAO Xiao ̄yang1ꎬ
ZHOU Xue ̄ping1ꎬ YANG Yue ̄jian2ꎬ XIE Yan1   ( 1Institute of Biotechnologyꎬ Zhejiang Universityꎬ Hangzhou 310058ꎬ
Chinaꎻ 2Institute of Vegetablesꎬ Zhejiang Academy of Agricultural Sciencesꎬ Hangzhou 310021ꎬ China)
Abstract: Based on the agro ̄inoculation methodꎬ the resistant levels of 3 tomato varietiesꎬ Zheza 502ꎬ Zhefen
701 and Zhefen 702ꎬ against Papaya leaf curl China virus (PaLCuCNV)ꎬ Tomato yellow leaf curl virus (TYL ̄
CV)ꎬ Tomato yellow leaf curl China virus (TYLCCNV)ꎬ Tomato yellow leaf curl Thailand virus (TYLCTHV)
and Tomato leaf curl Taiwan virus (ToLCTWV) were tested in an insect ̄free greenhouse. The variety Hong ̄
baoshi was set as the susceptible controlꎬ and healthy tomatoes were set as negative controls. After inoculationꎬ
symptom development was investigated including the initial time of symptomꎬ symptomsꎬ disease incidence and
disease indexꎬ and PCR was performed to test the rate of infection. Zheza 502 possessed of the best resistance
against 5 begomoviruses and followed by Zhefen 701 and Zhefen 702 with a certain resistance. Each tomato
variety had different resistant levels against 5 begomoviruses.
Key words: tomato varietiesꎻ begomovirusesꎻ infectious cloneꎻ resistance identification
文章编号: 0412 ̄0914(2013)06 ̄0655 ̄04
    由粉虱传双生病毒引起的番茄曲叶病[1]在我
国最初仅分布在海南、云南、广东和广西ꎬ自 2006
年上海市和浙江省先后在番茄上发现番茄黄化曲
叶病毒(Tomato yellow leaf curl virusꎬTYLCV)以
来ꎬ该病害蔓延迅速ꎬ在多个省份的番茄上暴发成
灾[2]ꎮ 引起番茄曲叶病害的病原较复杂ꎬ在我国
其主要病原为 TYLCV、中国番木瓜曲叶病毒(Pa ̄
paya leaf curl China virusꎬ PaLCuCNV)、中国番茄
黄化曲叶病毒( Tomato yellow leaf curl China vi ̄
rusꎬ TYLCCNV)、泰国番茄黄化曲叶病毒(Tomato
yellow leaf curl Thailand virusꎬ TYLCTHV)和台湾
番茄曲叶病毒 ( Tomato leaf curl Taiwan virusꎬ
ToLCTWV) [2~5]ꎬ而浙江省的主要病原为 TYLCV
和 ToLCTWVꎮ 选育抗病品种是防治番茄黄化曲
叶病最有效的手段ꎮ 了解番茄品种对不同双生病
毒的抗性ꎬ对因地制宜布局抗病品种具有重要意
义ꎮ 浙杂 502、浙粉 701、浙粉 702是浙江省大规模
种植的番茄品种ꎬ为了解这些品种对上述 5种病毒
的抗性ꎬ本研究利用 5 种病毒的侵染性克隆ꎬ在人
工接种条件下ꎬ综合评定分析这 3个番茄品种的抗
病指标ꎮ
1  材料与方法
1.1  供试植株与病毒
含有 TYLCV抗性基因的番茄品种浙杂 502
(含 Ty ̄3 基因)、浙粉 701 (含 Ty ̄2 基因)、浙粉
702(含 Ty ̄3基因)由浙江省农科院蔬菜所提供ꎬ
以不含有抗性基因的番茄品种红宝石作为感病
 
植物病理学报 43卷
对照ꎮ 用于人工接种的 5 种双生病毒分别为 PaL ̄
CuCNV、 TYLCV、 TYLCCNV、 TYLCTHV 和
ToLCTWVꎬ其侵染性克隆均由浙江大学生物技
术研究所构建ꎮ
1.2  病毒接种
采用病毒的侵染性克隆农杆菌注射接种方法ꎮ
将 5 种双生病毒侵染性克隆的农杆菌 EHA105 分
别在含 100 mg / L 卡那霉素和 50 mg / L 利福平的
YEP液体培养基培养至 OD600达到 0.8 ~ 1.0ꎮ 用一
次性注射器吸取菌液 200 μLꎬ在 3 ~ 4 叶期的番茄
茎基部选 3 点进行注射ꎬ接种后的植株放置 25℃
无虫温室培养ꎮ 每个品种接种每种病毒各 30 株ꎬ
同时每个品种以未接种病毒的 30株健康植株作为
阴性对照ꎮ
1.3  番茄发病情况的统计与分析
病毒接种 10 d 后ꎬ每天观察记录植株的发病
情况ꎮ 待感病品种完全发病ꎬ 40 d 后统计番茄抗
性品种病株数、发病症状、病级ꎬ计算病株率及病情
指数ꎮ 发病程度由轻到重依次分为 0、1、2、3、4ꎬ5
个等级ꎮ 分级标准为:0级ꎬ无发病症状ꎻ1级ꎬ叶片
边缘轻微黄化或卷曲ꎻ2级ꎬ1 / 3叶片黄化、卷曲、皱
缩ꎻ3级ꎬ2 / 3叶片黄化、卷曲、皱缩ꎬ新叶不舒展ꎬ植
株轻度矮化ꎻ4级ꎬ所有叶片黄化、卷曲、皱缩、偶有
耳突ꎬ新叶不舒展ꎬ植株明显矮化ꎮ 病株率及病情
指数计算公式:病株率=(发病的植株数 /调查总植
株数)×100ꎻ病情指数=100×∑(各级病株数×该病
级值) / 调查总株数×最高级数ꎮ
1.4  植物总 DNA提取和病毒的 PCR鉴定
病毒接种 40 d 后ꎬ采集番茄顶部新叶ꎬCTAB
法提取植物总 DNAꎬ利用双生病毒的简并引物 PA
(5′ ̄TAATATTACCKGWKGVCCSC ̄3′)和 PB(5′ ̄
TGGACYTTRCAWGGBCCTTCACA ̄3′)PCR 扩增
约 500 bp 的特异条带[4]ꎮ PCR 产物用 1.0%琼脂
糖凝胶电泳分离ꎬ在凝胶成像系统上观察结果ꎮ
2  结果与分析
2.1  番茄品种病情调查、发病症状及病情指数
与红宝石相比ꎬ浙杂 502、浙粉 701、浙粉 702
接种病毒后的起始发病时间相对滞后ꎬ症状表型具
有一定差异ꎮ 红宝石发病症状典型ꎬPaLCuCNV
接种后植株出现叶片严重下卷、扭曲、植株矮化、叶
片皱缩、新叶舒展不完全等症状ꎻ接种 TYLCV 后ꎬ
植株表现叶片黄化、边缘上卷、皱缩、叶脉外突、植
株矮化、新叶舒展不开、叶片细化等症状ꎻ接种
TYLCCNV 后ꎬ植株产生叶片严重下卷、叶背叶脉
外突、增厚、黄脉、植株矮化、新叶严重细化等症状ꎻ
TYLCTHV接种 后ꎬ植株出现叶片黄化下卷、皱
缩、植株矮化、部分植株黄脉等症状ꎻ接种 ToLCT ̄
WV 后ꎬ植株表现叶片下卷、边缘黄化、叶脉外突、
增厚、新叶细化等症状ꎮ 各接种组合病株率均为
100.0%ꎬ病情指数均高达 100.0(表 1)ꎮ
浙杂 502 接种 PaLCuCNV、TYLCV、TYLCC ̄
NV 21 d后仅出现叶片轻微下卷的症状ꎬ病株率分
别为 20􀆰 0%、13􀆰 3%、3􀆰 3%ꎬ但病情指数只有 1􀆰 0 ~
6􀆰 3ꎻ接种 TYLCTHV、ToLCTWV 后ꎬ植株不表现
症状(表 1)ꎮ
浙粉 701接种 PaLCuCNV 后出现新叶叶脉外
突、皱缩的症状ꎬ病株率为 23􀆰 3%ꎬ病情指数为
12􀆰 5ꎻ接种 TYLCV 后产生轻微叶片皱缩、叶缘上
卷的症状ꎬ病株率为 6􀆰 7%ꎬ病情指数为 4􀆰 2ꎻ接种
TYLCCNV植株出现叶片下卷、叶脉外突、黄脉等
症状ꎬ病株率为 26􀆰 7%ꎬ病情指数为 13􀆰 6ꎻ接种
TYLCTHV后植株产生新叶微卷的症状ꎬ病株率为
6􀆰 7%ꎬ病情指数为 4􀆰 2ꎻ接种 ToLCTWV 后出现叶
脉外突、增厚、叶边缘黄化卷曲等症状ꎬ病株率为
33􀆰 3%ꎬ病情指数为 15􀆰 6(表 1)ꎮ
浙粉 702 接种 PaLCuCNV、TYLCV、TYLCC ̄
NV、TYLCTHV及 ToLCTWV 后病株率普遍较高ꎬ
特别是接种 PaLCuCNV 和 ToLCTWV 的植株ꎬ病
株率分别为 46􀆰 7%和 66􀆰 7%ꎬ但发病植株症状较
轻ꎬ均出现叶片轻微下卷的症状ꎬ除 ToLCTWV 接
种的病情指数最高达 16􀆰 7 之外ꎬ其他仅为 2􀆰 1 ~
14􀆰 5ꎮ (表 1)ꎮ
2.2  番茄品种病毒侵染率测定
PCR检测表明ꎬ所测品种均能检测到病毒ꎬ但
不同病毒对不同品种的侵染率具有差异(表 1)ꎮ
总体看来ꎬ浙杂 502 中 5 种双生病毒的侵染率最
低ꎬ浙粉 701 次之ꎬ浙粉 702 的病毒侵染率最高ꎮ
TYLCCNV几乎不侵染浙杂502ꎬ而浙粉702对这
656
 
  6期     矫晓阳ꎬ等:不同番茄品种对 5种植物双生病毒的抗病性鉴定
Table 1  Observation of disease on different tomato varieties
after agro ̄inoculation by 5 begomoviruses
Tomato
varieties
Virus
varieties
Initial time of
symptom / dpi
Disease
incidence / %
Disease
index
Infection rates
by PCR / %
Hongbaoshi PaLCuCNV 18 100.0 100.0 100.0
TYLCV 14 100.0 100.0 100.0
TYLCCNV 13 100.0 100.0 100.0
TYLCTHV 16 100.0 100.0 100.0
ToLCTWV 14 100.0 100.0 100.0
Zheza 502 PaLCuCNV 21 20.0 6.3 50.0
TYLCV 21 13.3 4.0 36.7
TYLCCNV 26 3.3 1.0 3.3
TYLCTHV - 0.0 0.0 73.3
ToLCTWV - 0.0 0.0 26.7
Zhefen 701 PaLCuCNV 21 23.3 12.5 63.3
TYLCV 22 6.7 4.2 26.7
TYLCCNV 20 26.7 13.6 50.0
TYLCTHV 21 6.7 4.2 86.7
ToLCTWV 22 33.3 15.6 50.0
Zhefen 702 PaLCuCNV 21 46.7 14.5 73.3
TYLCV 21 16.7 4.2 86.7
TYLCCNV 20 6.7 2.1 50.0
TYLCTHV 21 33.3 8.3 100.0
ToLCTWV 21 66.7 16.7 100.0
5种双生病毒的感染率高达 50.0% ~ 100.0%ꎮ 结
合病情指数分析认为ꎬ番茄品种浙杂 502抗病性最
好、浙粉 701次之、浙粉 702具有一定抗性ꎮ
3  讨论
由于传毒介体烟粉虱分布广、传毒率高ꎬ加之
环状单链 DNA 的双生病毒具有很高的病毒重组
和变异率ꎬ给病毒病防治带来较大难度ꎬ加快培育
抗双生病毒的番茄新品种显得尤为迫切ꎮ 目前ꎬ抗
性鉴定多采取烟粉虱自然传毒接种ꎬ但该方法易受
田间烟粉虱种类、发生量、带毒率及传毒率影响ꎮ
本研究采用病毒侵染性克隆人工农杆菌注射接种
技术ꎬ不受烟粉虱制约ꎬ在温室条件下可随时进行
多种病毒平行鉴定ꎮ
分析病毒接种后植株的发病症状、病株率及病
情指数ꎬ结果表明:浙杂 502 对 PaLCuCNV 的抗性
较好ꎬ浙粉 701 和浙粉 702 则具有一定的抗性ꎻ3
个番茄品种均对 TYLCV 有较高抗性ꎻ浙杂 502 与
浙粉 702均对 TYLCCNV高抗ꎬ浙粉 701则具有一
定抗性ꎻ浙杂 502、浙粉 701 均对 TYLCTHV 高抗ꎬ
浙粉 702则具有较好抗性ꎻ浙杂 502 对 ToLCTWV
高抗ꎬ浙粉 701和浙粉 702 则具有一定抗性ꎮ PCR
检测表明ꎬTYLCCNV几乎不感染浙杂 502ꎬ5 种双
生病毒对浙杂 502、浙粉 701、浙粉 702 的侵染率均
很高ꎬ说明 3个番茄品种的抗性类型主要是耐病ꎮ
虽然 3个番茄品种的病株率较高ꎬ但其病情指数普
遍较低(最高为 16.7)ꎬ据此认为 3 个品种对这 5
种双生病毒均具有较好的抗性ꎬ可以在生产中使
用ꎬ且可根据本地流行的双生病毒种类种植合适的
番茄抗性品种ꎮ
参考文献
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责任编辑:于金枝
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