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植物癌症|如此綻放邪惡的美麗……生活中隱藏著這麼多的惡之花!

如果我告訴你

這朵美麗的玫瑰之中

暗藏著李屬壞死環斑病毒

(Prunus necrotic ringspot virus, PNRSV)

你會不會大吃一驚?

難道

被病毒侵染過植物

不應該是以下這些模樣嗎

而且, 植物病毒一旦發病

就像面對某些癌症那樣無藥可醫

比如

20世紀80-90年代

番茄斑萎病毒

(Tomato spotted wilt virus, TSWV)

曾在巴西、美國夏威夷和南非大流行

每年造成高達數十億美元的損失

最終導致番茄等作物近乎絕產。

那麼, 問題來了

.......

我們是否能看到

植物病毒引起的症狀呢?

看似“健康”的植物,

病毒是否也會潛伏其中嗎?

/ 01/

植物病毒的尊容

關於什麼是病毒, 這一篇就不詳細講了, 若有興趣的同學可移步到這樣一篇病毒科普文《玫瑰的紅, 容易受傷的夢》(點擊這裡, 即可閱讀)。

通過科普文, 現在大家一定知道了, 植物中也有叫病毒的病原物,

在植物中傳播、流行。

雖然, 植物細胞和動物細胞膜上的受體細胞不一樣, 植物病毒無法進入動物細胞進行繁殖, 並不會感染人。

但是, 被病毒侵染的植物, 也像人患了癌症一樣, 除了切除(拔除), 很難通過藥劑治療而痊癒, 因此植物病毒也成為植物癌症。

比人類癌症更可怕的是, 它很容易通過種子、苗木、昆蟲、線蟲等介體在植物間傳播擴散, 給農業生產帶來極大的損失。

先讓我們看看植物病毒的尊容。

看!這就是植物病毒的模型圖, 是不是很貌美?

以上這些“貌美”的病毒照片是模型圖,

是科學家根據推測的基因結構在電腦上繪製的立體圖像, 並不是它們實際模樣。

那麼, 病毒的真正模樣是什麼樣子呢?因其粒子極其微小, 體型都納米級別 (請看以下這兩張對比圖):

左圖:頭髮直徑為40-70微米;右圖:細菌直徑小於0.5微米 ;病毒直徑小於0.1微米。

不要說直接觀察了, 哪怕是高級的光學顯微鏡也根本無法看到它的影子。 要想與它們見面, 需要使用透射電子顯微鏡。

觀察病毒的神器——透射電子顯微鏡

並且,在透射電子顯微鏡下的病毒世界是一個黑白的世界,這是為什麼?

因為絕大多數病毒的尺寸都比可見光波長要短,所以,我們所見的都不是它們真正的顏色,而是用黑白色勾勒出來的輪廓而已。

植物病毒在透射電子顯微鏡下的尊容。

/ 02/

我們所“見”到的植物病毒

小小的植物病毒,能侵染植物並引起各種症狀。例如感染了病毒的葡萄樹,整個植株、整個葉片或部分葉片都會變色;或者被感染病毒的蘋果和大豆,會引發各種病害症狀。

被病毒侵染的葡萄園,大量植株出現黃化症狀。(圖片:乾義柯)

左圖:蘋果鏽果類病毒侵染果實症狀;右圖:菜豆莢斑駁病毒侵染大豆症狀

為什麼會這樣呢?這要從病毒本身的結構說起。

植物病毒自身僅包含外殼蛋白和核酸,它必須利用寄主植物細胞進行複製和移動,從而干擾植物體的正常生長發育。

/ 03/

看不“見”的植物病毒

為什麼我們看著“健康”的植物,也會攜帶病毒呢?

這主要跟病毒的特性有關。病毒引起嚴重危害離不開環境、寄主種類及介體傳播等因素。

它經常因為溫度過高或過低而在寄主體內靜靜地潛伏著,一旦環境溫度、濕度及寄主種類合適,就會爆發出巨大的威力。

所以,獲得審批許可的進境植物及植物產品在裝箱運送到目的地之前,也需經過多重考驗。

以荷蘭鬱金香種球出口到中國為例,在種球的生產過程中,會有專業人員定期巡視,對發生的病蟲害進行檢測,並及時採取合理的防治。

種球成熟,還將隨機抽取一定比例的種球,送至實驗室進行病毒檢測。

經過了重重考驗的種球們,就這樣飄洋過海來到了中國。

然而事情還沒有結束。這些看上去很健康的種球,在入境之後仍需要實驗室再進一步檢測鑒定。

最近幾年,有關部門從百合、鬱金香、洋水仙等種球上多次截獲南芥菜花葉病毒(Arabis mosaic virus,ArMV)。

左圖:看似正常的鬱金香種球中可能潛伏著病毒;右圖:南芥菜花葉病毒(ArMV)模型圖

南芥菜花葉病毒為我國檢疫性有害生物名錄中的病毒,寄主範圍廣泛,能夠侵染蔬菜、花卉、果樹等多種經濟作物。

/ 04/

植物病毒的預防

病毒檢測實驗 。 圖片:王佳琦

植物病毒常常潛伏於植物體內,這使得人們容易忽視它的存在。而一旦發起病來,人們又束手無策。

因此,對於檢疫性的植物病毒,我們將其拒於國門之外是最好的預防控制手段。

在種苗入境之前,對其進行詳細的風險分析,篩選出可能攜帶的病毒種類,使後續的檢測更具針對性,從而提高檢測的有效性。

看到這裡,大家是否已經找到了文章開頭兩個提問的答案?

最後,請再思考一下,處於嚴格監控下的植物尚能檢出病毒,那麼通過旅客私下攜帶、郵寄的植物種苗呢?

參考資料:

[1] 洪健,李德葆,周雪平.植物病毒分類圖譜,2001,科學出版社.

[2] 曾溢滔,潘重光,曾凡一. 十萬個為什麼,2016,少年兒童出版社.

[3] www.dpvweb.net

作者:于翠,植物病理學博士

長期從事植物病毒檢測鑒定工作

多次獲得上海市科技進步獎

主編:曲實強 副主編:孫霞雲

本期小編:邱偉科 張寧

投稿郵箱:gmsbweixin@126.com

秀米帳戶:gmsbweixin@126.com

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觀察病毒的神器——透射電子顯微鏡

並且,在透射電子顯微鏡下的病毒世界是一個黑白的世界,這是為什麼?

因為絕大多數病毒的尺寸都比可見光波長要短,所以,我們所見的都不是它們真正的顏色,而是用黑白色勾勒出來的輪廓而已。

植物病毒在透射電子顯微鏡下的尊容。

/ 02/

我們所“見”到的植物病毒

小小的植物病毒,能侵染植物並引起各種症狀。例如感染了病毒的葡萄樹,整個植株、整個葉片或部分葉片都會變色;或者被感染病毒的蘋果和大豆,會引發各種病害症狀。

被病毒侵染的葡萄園,大量植株出現黃化症狀。(圖片:乾義柯)

左圖:蘋果鏽果類病毒侵染果實症狀;右圖:菜豆莢斑駁病毒侵染大豆症狀

為什麼會這樣呢?這要從病毒本身的結構說起。

植物病毒自身僅包含外殼蛋白和核酸,它必須利用寄主植物細胞進行複製和移動,從而干擾植物體的正常生長發育。

/ 03/

看不“見”的植物病毒

為什麼我們看著“健康”的植物,也會攜帶病毒呢?

這主要跟病毒的特性有關。病毒引起嚴重危害離不開環境、寄主種類及介體傳播等因素。

它經常因為溫度過高或過低而在寄主體內靜靜地潛伏著,一旦環境溫度、濕度及寄主種類合適,就會爆發出巨大的威力。

所以,獲得審批許可的進境植物及植物產品在裝箱運送到目的地之前,也需經過多重考驗。

以荷蘭鬱金香種球出口到中國為例,在種球的生產過程中,會有專業人員定期巡視,對發生的病蟲害進行檢測,並及時採取合理的防治。

種球成熟,還將隨機抽取一定比例的種球,送至實驗室進行病毒檢測。

經過了重重考驗的種球們,就這樣飄洋過海來到了中國。

然而事情還沒有結束。這些看上去很健康的種球,在入境之後仍需要實驗室再進一步檢測鑒定。

最近幾年,有關部門從百合、鬱金香、洋水仙等種球上多次截獲南芥菜花葉病毒(Arabis mosaic virus,ArMV)。

左圖:看似正常的鬱金香種球中可能潛伏著病毒;右圖:南芥菜花葉病毒(ArMV)模型圖

南芥菜花葉病毒為我國檢疫性有害生物名錄中的病毒,寄主範圍廣泛,能夠侵染蔬菜、花卉、果樹等多種經濟作物。

/ 04/

植物病毒的預防

病毒檢測實驗 。 圖片:王佳琦

植物病毒常常潛伏於植物體內,這使得人們容易忽視它的存在。而一旦發起病來,人們又束手無策。

因此,對於檢疫性的植物病毒,我們將其拒於國門之外是最好的預防控制手段。

在種苗入境之前,對其進行詳細的風險分析,篩選出可能攜帶的病毒種類,使後續的檢測更具針對性,從而提高檢測的有效性。

看到這裡,大家是否已經找到了文章開頭兩個提問的答案?

最後,請再思考一下,處於嚴格監控下的植物尚能檢出病毒,那麼通過旅客私下攜帶、郵寄的植物種苗呢?

參考資料:

[1] 洪健,李德葆,周雪平.植物病毒分類圖譜,2001,科學出版社.

[2] 曾溢滔,潘重光,曾凡一. 十萬個為什麼,2016,少年兒童出版社.

[3] www.dpvweb.net

作者:于翠,植物病理學博士

長期從事植物病毒檢測鑒定工作

多次獲得上海市科技進步獎

主編:曲實強 副主編:孫霞雲

本期小編:邱偉科 張寧

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