黄瓜花叶病毒为骨架的弱毒疫苗防治烟草和番茄病毒病的研究

植物病毒病毒病的发生范围越来越广,不仅危害农作物,也已成为危害我国蔬菜产业的一大类病害,导致农业经济遭受重大损失。弱毒疫苗的交叉保护是防治植物病毒病比较有效的一种策略。黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CM获悉更多V),因其广寄主、多分体的特性,是创制弱毒疫苗的理想基础载体。本研究结合2021年田间烟草病毒病的检出情况,选择多种CMV为骨架的弱毒疫苗做为实验材料,于室内筛选出在烟草上稳定性和交叉保护效果良好的疫苗,将其应用于田间烟草病毒病的防效评价;并初步分析弱毒疫苗对番茄病毒病防治的应用潜力,为CMV为骨架的弱毒疫苗创制及其应用提供数据资料。基于2021年潍坊烟区检出的自然发生的烟草病毒病种类,选取CMV为骨架分别靶标三种病毒的7个二价弱毒突变体,以及同时靶标三种病毒的4个四价弱毒突变体作为研究对象,在室内进行疫苗稳定性和交叉保护效果评价。结果显示靶标病毒PVY的二价弱毒突变体R2-PVY-200II、靶标病毒TMV的二价弱毒突变体R2-TMV-200Ⅰ、靶标病毒TVBMV的二价弱毒突变体R2-TVBMV-200I和R2-TVBMV-200IILY-188011小鼠以及四价弱毒突变体R2-2b PTⅢ-T_MPT_V、R2-2b PTⅢ-T_MT_VP、R2-2b PTⅢ-PT_VT_M和R2-2b PTⅢ-PT_MT_V在普通烟内稳定遗传且具有良好的交叉保护效果,可作为田间疫苗防效应用的的备选。从上述弱毒突变体中,选取3个二价弱毒突变体和2个四价弱毒突变体共5种弱毒突变体,以及两种卫星RNA(sat CMV-TA-ca和sat CMV-TA-tb)作为疫苗调节剂,在潍坊高密烟区进行8种疫苗组合处理,分别是CM/PVY单剂(处理(1))、CM/TMV单剂(处理(2))、CM/PVY+CM/TMV混剂(处理(3))、CM/PVY+CM/TMV+CM/TVB混剂(处理(4))、R2-2b PTⅢ-T_MPT_V单剂(处理(5))、R2-2b PTⅢ-PT_VT_M单剂(处理(6))、R2-2b PTⅢ-T_MPT_V+sat CMV-TA-ca混剂(处理(7))、R2-2b PTⅢ-T_MPT_V+sat CMV-TA-tb混剂(处理(8))。弱毒疫苗接种烟草移栽后,在田间对自然发生的烟草病毒病的种类以及烟草病情指数进行调查,从而全面地对田间疫苗防效进行评价。2022年高密烟区检出的自然发生的烟草病毒有CMV、TVBMV、PVY、PVX和TMV,其中CMV和TVBMV的检出率分别per-contact infectivity高达87%和85%。弱毒疫苗的处理对大田烟草病毒病总体上有较好的交叉保护效果,两次田间调查平均防治效果为25.10%和26.98%;但不同生长期同一疫苗处理组以及各疫苗处理组间的防效也有一定区别,疫苗处理组(3)(CM/PVY+CM/TMV混剂)在不同生长期两次调查的相对防效分别为33.83%和32.44%,在8个处理组中防治效果最高;疫苗处理组(2)(CM/T_MPT_V+sat CMV-TA-Tb混剂)在不同生长期两次调查的相对防效分别为11.22%和13.37%,低于疫苗平均相对防治效果,防治效果最差。利用五种不同类型的CMV侵染性克隆接种“中蔬四号”大果型和“黄圣女”小果型两类番茄,结果显示五种CMV侵染性克隆均可以系统侵染这两类番茄植株,暗示此CMV为骨架创制弱毒疫苗在番茄上的应用可能性。在此基础上,选取弱毒疫苗(R2-TMV-200 I),观察其在番茄上的稳定性及对病毒的交叉保护效果,结果显示弱毒疫苗可以在番茄上稳定存在,且对骨架病毒CMV防效最好,两类番茄平均防效达到70%左右;对靶标病毒TMV防治效果次之,平均防效达到60%左右;对非靶标病毒PVY也有一定的交叉保护效果,平均防效约为30%。本研究通过室内和田间的生物学和分子生物学测试,分析多种弱毒疫苗的稳定性、对靶标病毒和非靶标病毒的交叉保护效果,为防治烟草和番茄病毒病提供了新材料和可行性策略。