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西花蓟马可以从受病毒感染的番茄果实中传播番茄斑萎病毒,Plant Health Progress

花匠小妙招
2024-11-20 13:27

西花蓟马可以从受病毒感染的番茄果实中传播番茄斑萎病毒
Plant Health Progress Pub Date : 2017-01-01 , DOI: 10.1094/php-rs-16-0057
Stephanie A. Szostek 1 , Priscila Rodriguez , Jasmin Sanchez 2 , Scott Adkins 3 , Rayapati A. Naidu 1

在这项研究中，我们证明了西部花蓟马（WFT、Frankliniella occidentalis）可以从有症状的番茄果实中获取和传播番茄斑萎病毒（TSWV）。长期以来，人们都知道 TSWV 和其他蓟马传播的 tospoviruss 通过植物繁殖材料（如移植）传播。Tospoviruses 的全球传播也部分地与受蓟马感染和受病毒感染的园艺产品的运输和贸易有关。然而，以前没有研究过跨州和国界运输的番茄果实作为病毒传播手段或蓟马获得病毒的来源的作用。显示典型 tospovirus 症状的番茄水果是从华盛顿州的几家杂货店购买的。许多这些有症状的水果的 TSWV 检测呈阳性，一些检测出佩皮诺花叶病毒 (PepMV) 呈阳性。WFT 的一龄幼虫成功地从这些受感染的番茄果实中获得了 TSWV，并将病毒作为成虫传播给 Emilia sonchifolia 植物。通过侧向流动免疫测定和核衣壳基因的一部分的序列分析证实有症状的 E.sonchifolia 植物对 TSWV 呈阳性。这些结果表明，TSWV（可能还有其他 tospoviruses）和 PepMV 通过人类辅助运输受感染的番茄果实而传播到新的地理区域。Tospoviruses（布尼亚病毒科，Tospovirus 属）是最具破坏性的植物病毒群之一，影响温室或田间种植的各种农业、花卉和园艺作物（Gilbertson 等人，2015 年）。与其他载体传播的植物病毒不同，tospoviruses 显示出几个独特的特征，包括双义、三方 RNA 基因组和蓟马（缨翅目：蓟马科）以特定发育阶段的方式（Rotenberg 等人，2015 年）的循环、繁殖传播。除了对作物产量的负面影响（Sevik 和 Arli-Sokmen 2012），tospovirus 感染还会对产品质量造成显着影响，导致无法销售的水果、叶菜类和观赏植物（Funderburk 2009）。几种tospovirus 在水果上产生的显着症状包括褪绿和坏死环、不规则斑点和变形（图1）。这些有症状的水果可能会进一步缩短超市的保质期，并因美观和潜在的营养质量下降而被消费者拒绝，给生产者造成经济损失（Spence et al. 2006）。番茄斑萎病毒 (TSWV) 是最普遍存在的 tospovirus，在全球范围内对多种作物造成重大损失，被公认为最具经济破坏性的 10 种植物病毒之一 (Scholthof et al. 2011)。TSWV 及其主要病媒蓟马物种西花蓟马（WFT，Frankliniella occidentalis）在世界范围内的分布，部分归因于它们的寄主范围极其广泛，包括许多栽培作物、观赏植物和未栽培作物。植物物种（Parrella 等人，2003 年；Reitz 2009 年），并通过全球贸易和商业增加受蓟马感染和病毒感染的园艺和花卉产品的运输（Kirk 和 Terry 2003 年；Gilbertson 等人，2015 年）。最后，防止病毒和媒介侵入新的地点已成为一项挑战。农业全球化在一定程度上增加了病虫害跨界和跨大陆传播的风险（Hulme 2009）。农产品的区域和国际贸易通常被怀疑是病原体和害虫移动的主要手段之一。正如 Lecoq 等人所述。(2003)，支持病毒通过蔬菜和水果（如番茄）传播的假设的实验证据有限。一些被认为通过番茄果实传播的病毒包括番茄黄叶卷曲病毒 (TYLCV) 进入北欧（Just et al. 2014）和佩皮诺花叶病毒（PepMV）进入欧洲和欧洲内部（Staniulis et al. 2012; Steffen et al. 2014） 2015 年）。同样地，在从智利进口到巴西的桃果实中检测到李痘病毒 (PPV)（Rezende 等人，2016 年）和在澳大利亚国际机场截获的水果中（Davis 等人，2002 年）。从受感染的果实中获得病毒并传播到未受感染植物的载体的报告也很少见。勒科克等人。(2003) 证明，受potyvirus 感染的甜瓜果实可以作为蚜虫将木瓜环斑病毒和西葫芦黄花叶病毒传播到葫芦科植物幼苗的来源。同样，从受感染的桃子和杏子果实中传播 PPV 的蚜虫也已得到证实（Labonne 和 Quiot 2001；Gildow 等人，2004 年；Lowery 等人，2015 年）。Delatte 等人证明了 TYLCV 从受感染的番茄果实到未受感染的番茄植株的粉虱传播。(2003)。来自 TSWV 感染植物的辣椒果实被认为是病毒和带毒蓟马的来源（Okazaki 等人，2007 年）。洋葱和洋葱移植与虹膜黄斑病毒传播到新的传播有关通讯作者：Rayapati A. Naidu；电子邮件：naidu.rayapati@wsu.edu © 2017 美国植物病理学会植物健康进展 ¿ 2017，卷。18, No. 1 ¿ 美国各地区第 1 页。（Hsu 等人，2011 年；Nischwitz 等人，2007 年；Schwartz 等人，2014 年）。近年来，美国新鲜市场番茄水果的进口量急剧增加，目前进口番茄水果约占番茄消费量的三分之一（Zahniser 等人，2015 年）。因此，通过不同类型的番茄果实（包括桁架番茄）携带的外来病虫害，可能对该国的农业安全构成植物检疫问题和威胁（Gregory 等人，2006 年；Ferrier 2014 年；Perrings 2016 年）。由于对大量进口番茄的病原体（尤其是病毒）进行目视检查可能具有挑战性且不可靠，受感染的水果可能会在通过国际贸易供应链时逃避审查，并无意中跨越国界或州界（Wylie 等人，2014 年）。因此，国际贸易可能是病毒通过受感染的番茄果实远距离传播的另一个途径。在美国华盛顿州东部的几家杂货店观察到番茄果实表现出与 tospovirus 感染一致的症状（图 1）。这些观察结果让我们检验了这些水果中可能存在传染性 tospovirus 的假设，这些水果可能作为蓟马获取来源而促进 tospoviruses 的传播。有症状番茄果实中的病毒检测在 2014 年 6 月和 7 月期间，从华盛顿州亚基马谷 6 个地点的 10 家杂货店购买了 38 个番茄果实（罗马型），显示出 TSWV 的褪绿斑点和斑点特征（表 1）。此外，从洛杉矶新奥尔良的一家杂货店购买了三种表现出病毒样症状的非罗马型番茄果实（表 1）。根据农产品标签，这些西红柿是在墨西哥、加拿大或美国生产的，随后运往零售店进行销售。从每个番茄果实上切下有症状的切片，在 pH 7.0 的 0.01M 磷酸盐缓冲液中匀浆，并测试 TSWV、凤仙花坏死斑病毒 (INSV)、和 PepMV 在侧流免疫测定中（用于 TSWV STX 39300/0025 的 ImmunoStrip，用于 INSV STX 20500/0025 的 ImmunoStrip，用于 PepMV STX 13001/0025 的 ImmunoStrip，Agdia, Inc., Elkhart, IN）。在测试的 41 个水果中，29 个 TSWV 呈阳性，13 个 PepMV 呈阳性，INSV 没有一个。四个番茄果实对 TSWV 和 PepMV 均呈阳性。其余三种水果对三种病毒均呈阴性。我们没有测试这三种水果中已知感染番茄植物的其他病毒（Hanssen 等人，2010 年）。最近有报道称，TSWV 侧向流免疫测定可以与其他 tospovirus 反应，例如番茄褪绿斑病毒 (TCSV) 和花生环斑病毒 (GRSV)（Adkins 等人，2015 年）。因此，使用额外的分子诊断测定来确认侧向流动免疫测定结果。使用先前描述的方案（Bagewadi 等人，2015 年）在侧流免疫测定中从三个 TSWV 阳性的番茄果实中提取总核酸。变性提取物用作一步 RT-PCR 的模板，以使用引物 TSWV723 和 TSWV722（Adkins 和 Rosskopf 2002）扩增由 S-RNA 片段编码的核衣壳 (N) 基因的大约 620 bp 片段。RT-PCR 产物在 1.5% 琼脂糖凝胶中解析，用 GelRed（Biotium，Hayward，CA）染色，并在紫外光下观察。使用QIAquick Gel Extraction 试剂盒（Qiagen Inc.，Valencia，CA）凝胶洗脱扩增子并克隆到pCR2.1（Invitrogen Corp.，Carlsbad，CA）中。每个扩增子的两个克隆在两个方向上进行测序（Retrogen, Inc., San Diego, CA）。来自两个果实的 cDNA 克隆的序列是相同的（GenBank Accession No. KY349923) 并显示与加利福尼亚报道的 TSWV 分离株的相应 N 基因序列（GenBank 登录号 AY744468 至 AY744473）具有 99% 的核苷酸序列同一性（Tsompana 等人，2005 年）。这些结果证实了在有症状的番茄果实中存在 TSWV 的免疫测定结果。蓟马从受感染的番茄果实中获得和传播 TSWV WFT 必须在幼虫时获得该病毒才能作为成虫传播（van de Wetering 等人，1996 年）；因此，对于作为接种源的番茄果实而言，果实中必须存在传染性 TSWV，并且可被 WFT 幼虫获取。为了验证这一假设，另外三个具有典型 TSWV 症状的番茄果实从当地杂货店购买，TSWV 感染通过上述侧向流动免疫测定法得到证实。

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