黄瓜绿斑驳花叶病毒在我国定殖和扩散的风险性分析

吴元华, 李立梅, 赵秀香, 王文航, 王 林, 蔡 明

(1.沈阳农业大学植物保护学院,沈阳 110161; 2.辽宁省植物保护站,沈阳 110034)

黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)属于烟草花叶病毒属(Tobamovirus)一种,目前世界上许多国家和地区将其列为葫芦科植物上的重要检疫性病毒。最初于20世纪30年代在英国、德国等欧洲国家发生,60年代因引种黄瓜、西瓜和瓠瓜而传入亚洲的印度和日本,80年代传入我国台湾,21世纪初,几乎所有的欧洲国家,中亚、东亚和南亚一些国家也均有发生[1]。2006年,中国大陆地区首次报道在生产田中发生由该病毒引起的西瓜血瓤病[2]。CGMMV作为一类新的外来有害生物,人们对其认识还不够深入,作者对其在中国的定殖和扩散的可能性及其危害进行了定性的风险性分析。

1 定性风险分析

1.1 地理分布

1.1.1 世界地理分布

目前,CGMMV在世界已广泛分布,欧洲的英国、爱尔兰 、德国 、荷兰、丹麦、俄罗斯、希腊 、奥地利、捷克、斯洛伐克、芬兰、南斯拉夫、罗马尼亚、摩尔多瓦、波兰、乌克兰、拉脱维亚、保加利亚、捷克、匈牙利、西班牙、瑞典;南美洲的巴西;亚洲的日本(Yodo 、Ibaraki、松山 、德岛、北海道、千叶)、印度(Uttar-Pradesh 、Delhi)、韩国 、巴基斯坦(西北部边境省份)、以色列、沙特阿拉伯、伊朗、朝鲜、中国大陆局部地区及台湾均有分布[3-12]。

1.1.2 中国的发生与分布

据陈福京等报道,中国口岸检疫部门2002年曾从日本引进种苗中截获该病毒[13]。厦门动植物检疫局2004年从日本进口的南瓜种子上检测到CGMMV。秦碧霞等在广西农业展示厅某一温室的观赏南瓜上发现CGMMV,此观赏南瓜种子是国内有关单位从欧洲、美国、印度、日本等国家引进,经提纯复壮和适应性繁育后选育出的[14]。黄静等在广西南宁一温室的黄瓜上采集到CGMMV,鉴定为日本西瓜株系[15]。赵世恒等在中国检验检疫科学研究院动植物检疫研究所生物安全室隔离圃隔离种植的西瓜苗中(种子从日本引进)检测到CGMMV的存在[16]。李红霞等从采自甘肃的南瓜上检测到CGMMV的存在。该病毒已给中国部分西瓜产区的生产造成了严重的经济损失[17]。

2006年12月21日,农业部发布的第788号公告中指出,辽宁省盖州市、新民市、大石桥市,河北省滦县、新乐市和北京市平谷区的部分地区发现新传入危险性有害生物—黄瓜绿斑驳花叶病毒病,郑重宣布将CGMMV确定为全国农业植物检疫性有害生物,属国家三类检疫性病害[18]。

1.2 定殖可能性

1.2.1 CGMMV具有广泛的适宜寄主

CGMMV寄主范围较广,据文献记载该病毒自然条件下可侵染多种葫芦科作物,包括西瓜、葫芦、黄瓜 、甜瓜 、南瓜 、瓠瓜 、角瓜 、冬瓜 、丝瓜 、苦瓜等;此外还能侵染田间常见杂草如苋色藜、昆诺藜、曼陀罗、马齿苋等,人工接种还可侵染茄科的珊西烟和三生烟及矮牵牛[3]。

葫芦科作物在我国各省、市均有分布,而且周年相衔接,其种植总面积逾333.3万hm2[1]。黄瓜主要分布在长江以北和东南沿海各省;西瓜全国各地都可种植,但以西北较为有名,如新疆、甘肃、陕西等地,冬季海南和粤西是西瓜重要产地;甜瓜主要分布在西北、华北、东北、华南、西南和长江中下游等地;我国目前的南瓜栽种面积已达100万hm2,产量达4×1010kg左右,占世界产量的40%,南瓜主产区分布在陕西、山西、云南 、河北 、北京、河南 、甘肃、新疆、山东和辽宁等地。葫芦科作物的大面积种植,为CGMMV的定殖提供了广泛的寄主范围。另外,由于生产上管理粗放,苋色藜、马齿苋等杂草寄主也为病毒的定殖提供了可能。再有许多农户房前屋后零散种植丝瓜、冬瓜等,防治上基本不采取措施,上述因素也为该病毒的繁殖保存提供了良好的场所。

1.2.2 CGMMV具有极强的稳定性

CGMMV适生性和抗逆性极强,所有株系都是极端稳定的,其致死温度 90～100℃,稀释限点10-6～10-7,常温下病毒侵染力可保持数月,在0℃可保持数年,-20℃病毒仍能存活,一旦条件适宜还能继续传播蔓延。田间一旦发病,如未进行特殊的杀灭处理,病株残体中的病毒可存活多年,即便将病根埋在土壤内1年以上,病毒仍保持侵染能力。

1.2.3 CGMMV具有多种侵染方式

在田间,即使传毒介体很少,CGMMV仍能很容易地通过病株的汁液接触、授粉和人工嫁接等方式传染给适宜寄主,从而使病害逐渐蔓延和定殖下来;带毒种子是该病毒远距离传播定殖的重要途径,一旦传入新的地区很难根除。

综上所述,我国具备CGMMV定殖所需要的栽培寄主和野生寄主,气候及各种生态条件也都适宜,目前的嫁接栽培模式也非常适合该病毒的传播,而且高抗CGMMV的葫芦科作物品种很少,生产上也缺乏有效的防治措施,因此CGMMV传入我国后长期定殖的可能性很大。

1.3 侵入后扩散的可能性

CGMMV可通过病株的汁液接触、花粉、劳作工具和人工嫁接等方式传播;还可通过菟丝子介体传毒,因此该病毒在发病田间极易扩散。种苗买卖增加了CGMMV在种植区域的扩散,另外,随着商品化育苗的发展,增加了该病毒在已发病区域扩散的可能性。种子调运是该病毒远距离扩散的主要途径,在种子交易过程中,极易将携带病毒的种子扩散到新的地区。此外,据印度Vani和Varma的报道CGMMV还可以随河水和灌溉水传播[19],苋色藜、马齿苋等田间杂草也是病害自然扩展的重要媒介,因此加强了其在国内的适存性和扩散性。以上种种因素都增加了其定殖后扩散的可能性。分析认为该病毒一旦定殖,就有可能扩散至其他地区,将对中国葫芦科作物生产构成极大的威胁。

1.4 经济影响评估

1.4.1 CGMMV危害

在前苏联的Georgia地区,CGMMV发生率达80%～100%,受害西瓜内部呈丝瓜瓤状和大量空洞,味苦而不能食用,减产30%,甚至绝收[20]。该病毒曾给日本的西瓜、甜瓜生产带来严重损失,1971年仅静冈县的厚皮甜瓜损失就达1亿日元;关东地区的西瓜发病面积多达1 250 hm2,损失9亿日元,随后蔓延到西部和北部各地[21]。1987年和1995年,韩国西瓜上暴发此病,造成果实倒瓤,俗称“血果肉”;1998年,受害的葫芦科作物面积达463 hm2,1999-2000年,发生面积分别为 33.9 hm2和44.2 hm2,经济损失惨重[4]。

2005年辽宁省盖州市西瓜发病面积达333 hm2,其中13 hm2绝收[2]。2006年,CGMMV在辽宁的新民、盖县、大石桥等西瓜产区大面积发生,农民视为“瘟疫”。2006-2008年,该病在辽宁省各西瓜产区连年发生,给辽宁省西瓜生产带来巨大经济损失。据报道,CGMMV侵染黄瓜导致产量损失可达15%,而若早期侵染西瓜,可减产30%。据作者田间试验研究表明,人工接种不同品种自根西瓜产量损失达38.7%～47.6%,而嫁接西瓜接种后产量仍可减少3.4%～17.5%,人工接种不同品种自根采收期西瓜果实倒瓤率达66.7%～75%,而嫁接西瓜接种后西瓜倒瓤率达93.3%～100%[22]。

1.4.2 潜在的经济重要性

瓜类生产是我国许多地区农村的支柱产业和农民增收的重要途径之一,CGMMV的发生和蔓延,给国内的瓜类生产尤其是西瓜产业造成巨大损失。同时,我国出口的农产品由于带有检疫性有害生物,被拒收、退货或销毁的现象时有发生。若黄瓜绿斑驳花叶病毒控制不利,造成疫情传播蔓延,将对我国瓜类种苗和产品的销售及出口造成严重的负面影响。可见CGMMV具有极其重要的潜在危害,具有极高的经济价值。

2 定量风险分析

根据有害生物危险性评价指标体系[23-24],将上述定性分析指标作为评判指标并给予赋分(见表1)。

表1 CGMMV风险评估表

按有害生物危险性定量分析计算公式[24],分别进行各项评判指标(Pi)和危险性R值的计算:

P1为表1内赋值,即P1=2

有害生物CGMMV的危险性R值:

参照我国其他有害生物的危险性综合评价标准,将危险程度分为4级,其中R3.0～2.5为特别危险,2.5～2.0为高度危险,2.0～1.5为中度危险,1.5～1.0为低度危险,CGMMV危险值R为2.39,因此断定CGMMV属于高度危险有害生物。

3 风险管理

鉴于CGMMV在中国具有高风险,因此做好该病害的预防和控制刻不容缓。当然这也是十分艰巨的任务。建议采取以下措施:一是划分疫区。首先,根据国内CGMMV的发生分布情况,将国内葫芦科作物产区划分为疫区和非疫区,要求所有葫芦科种子必须来自非疫区;其次,建立产地查验制度,非疫区检疫人员每年在生长季节进行田间检查,确保田间无发病植株,一旦发现病株则取消其非疫区地位。二是加强检测,在引进种子或种子调运时,检疫单位按照检疫标准抽取样品,交由实验室检测该病毒。目前已有生物学鉴定、DAS-ELISA和 RT-PCR方法等多种方法可用于CGMMV的实验室检测。检疫人员应广泛宣传该病害的危害,提高农民自觉防控意识。由于该病害仍未在全国范围内发生,因此要分区治理,综合防控。该病毒可随种子传播,种子检测至关重要,保证从源头阻断该病毒的传播。此外,生产上还可采取砧木种子脱毒技术,采用无病种子和进行种子处理,加强栽培管理,阻止人为传播及利用抗病育种等措施。

4 结论与讨论

通过CGMMV的风险性分析,表明 CGMMV具有广泛的寄主范围,多种传播渠道,而且适生性极强,因此,认定其风险性极高。目前,葫芦科作物在国内大面积种植,其在中国定殖、扩散的可能性极大。因此,应加强对该病毒的监控,一旦发生,应及时采取有效的管理措施。

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