8年前,广东省农科院里的扶桑(又称木槿)生病了,叶脉肿大,叶片卷曲,成了一个萎缩的“小老头”。这件事引起了院内科学家的注意。省农科院植保所研究员何自福、吕利华检测发现,元凶是“木尔坦棉花曲叶病毒”,这种来自巴基斯坦木尔坦地区的病毒,与害虫烟粉虱组合,在巴基斯坦成为棉花头号灾害生物。

    这种病毒会否给国内棉花种植带来灾难?科学家们为了破解这个谜团,进行了多项试验。奇怪的是,目前显示,该病毒在国内鲜少与棉花结缘,为什么呢?

    入侵病毒是“棉花杀手”

    省农科院植保所对木尔坦棉花曲叶病毒的关注始于2006年。当时农科院里的扶桑染病,原本舒展的叶片卷曲,叶脉肿大,有的还如肿瘤般多出了一个“叶耳”。病后的扶桑开花变少,甚至直接不开花,最终可能枯死。

    省农科院植保所研究员何自福、吕利华对其进行分子生物学检测及代表分离物基因克隆研究发现,扶桑染病都是因木尔坦棉花曲叶病毒“作祟”(简称为棉花曲叶病毒)。这一植物病毒最早在20世纪末发现于巴基斯坦木尔坦地区,也是当地棉花“遭殃”的主要病原之一。

    广州染病的扶桑和巴基斯坦的棉花病株二者情况几乎一致。分子生物学研判,扶桑上的病毒与原始病毒相比,D N A -A及伴随的DN Aβ序列相似性分别为96.1%和92.1%,相似性高。随后,广东多个市,以及广西南宁、海南三亚等地,扶桑植株都有了棉花曲叶病的踪影,病株率高达75%以上。不只是扶桑,“植物伟哥”黄秋葵亦染病。同时,中国各地的病毒分离物D N A -A及伴随的卫星分子序列变异很小,相似性高达98%-100%,说明入侵中国的木尔坦棉花曲叶病毒基因组遗传较稳定。

    中国棉花对外来病毒绝缘?

    病毒的传播需要介体,有意思的是,棉花曲叶病毒的介体亦是一种入侵生物———烟粉虱。“博爱”的烟粉虱主要侵害菊科、十字花科、锦葵科等作物,它的成虫和若虫喜欢刺吸植物的汁液,通过刺吸病株能将棉花曲叶病毒传入健康植株。

    扶桑在广东、广西和海南普遍种植,是常见的绿化植物。何自福等专家研判,木尔坦棉花曲叶病可能是由烟粉虱带毒随其它进口农产品或隐症中间寄主植物带毒传入广东,进而侵染同属锦葵科的扶桑和黄秋葵。

    植物病毒对经济作物的感染总是更让人担忧。何自福和吕利华两位博士亦曾前往巴基斯坦考察,当地的棉花及从新疆引入巴基斯坦的棉花品种无一幸免,田间棉花病株率在80%以上,甚至100%。而国内南部省份虽已发现病毒,却鲜少觅得棉花染病的踪影。

    是病毒到了国内变异了?温度等自然条件不具备?介体烟粉虱不传毒带毒?这仍是一个谜。

    但让人担忧的是,广西南宁曾经报告发现少量的自然感染木尔坦棉花曲叶病的棉花病株,加之棉花跟扶桑、黄秋葵一样,同属于锦葵科,病毒的威力仍不容小觑。“实验室研究还在进行,我们一直在试图解释这些现象。”

    模型预估“两湖”棉区病毒风险高

    中国适宜种植棉花的区域广泛,目前长江流域、黄河流域和西北内陆三大棉区尚未有棉花曲叶病危害棉花的情况,但木尔坦棉花曲叶病毒在广东、广西、海南陆续发现,且烟粉虱在国内大范围存在。省农科院植保所专家亦通过棉花、棉花曲叶病、烟粉虱等在国内分布情况的叠加,试图推测棉花曲叶病毒在中国的适生区,对病毒的危害进行预警。

    研究人员通过M axent模型来进行预估,它是一个密度估计和物种分布预测模型,根据生物的已知分布区及气候、地形等环境数据,利用数学模型归纳或模拟其生态位需求,推测该物种在目标地区的适生分布。M axent模型近年来已被应用于橡胶南美叶疫病菌、玉米霜霉病等病害潜在分布区的预测,预测结果都能较好地吻合物种的实际分布。

    叠加结果表明,长江流域棉区、黄河流域棉区大都属于棉花曲叶病的适生区,而西北内陆棉区是棉花曲叶病的低度适生区,高度适生区集中在长江流域棉区的湖南、江西、湖北东南部。

    专家建议,应通过喷药扑灭扶桑和黄秋葵病株上烟粉虱、尽可能铲除疫区扶桑和黄秋葵病株,且防除疫区准备北运的蔬菜、水果和花卉上烟粉虱等方式,防止人为帮助带毒烟粉虱长距离移动,防范病毒在棉花产区的发生与流行。