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探究番茄黄花曲叶病毒与其他病毒复合侵染的奥秘

一、引言

1.1研究背景与意义

番茄（SolanumlycopersicumL.）作为全球范围内广泛种植的重要蔬菜作物，在农业经济和人们的日常生活中占据着举足轻重的地位。据联合国粮食及农业组织（FAO）统计数据显示，2022年全球番茄种植面积达到了500万公顷以上，总产量超过1.8亿吨，其种植范围覆盖了从热带到温带的广大区域。在我国，番茄同样是蔬菜产业的重要支柱之一，2022年我国番茄种植面积超过110万公顷，产量达到6500万吨左右，占全球番茄总产量的三分之一，山东、河南、新疆等地都是番茄的主要产区。番茄不仅可以作为鲜食蔬菜直接食用，还能加工成番茄酱、番茄汁、番茄罐头等多种产品，广泛应用于食品工业领域，具有极高的经济价值。

然而，番茄在生长过程中面临着多种病虫害的威胁，其中病毒病是影响番茄产量和品质的重要因素之一。番茄黄花曲叶病毒（Tomatoyellowleafcurlvirus，TYLCV）属于双生病毒科菜豆金色花叶病毒属，是一种对番茄具有毁灭性危害的病毒。该病毒最早于1964年在以色列被发现，随后在全球范围内迅速传播扩散，目前已在中东、东南亚、地中海区域、加勒比海地区、美洲和非洲等近40个地区和国家相继被报道。TYLCV主要通过烟粉虱以持久方式传播，烟粉虱一旦获毒就会终生带毒，除通过危害健康西红柿植株传播病毒外，还可以通过交配方式造成烟粉虱相互交叉蔓延传播，再通过繁殖传播给下一代。感染TYLCV的番茄植株，初期表现为顶部叶片褪绿发黄、变小，叶片边缘上卷，植株生长迟缓或停滞，节间缩短，明显矮化；后期叶片增厚，叶质变硬，叶脉呈紫色，变形焦枯，新生叶出现黄绿色不均的斑块，皱缩凹凸不平或者变形，果实小而少、成熟速度慢、逐渐畸形、红不透，质量和产量降低严重，甚至绝产，给番茄产业带来了巨大的经济损失。例如，2009年山东省番茄黄化曲叶病毒病发生面积近1.3万hm2，发病田病株率一般在20%-30%，严重的达60%-80%，寿光有7000-8000hm2番茄严重减产乃至绝产。

在自然环境中，番茄往往会受到多种病毒的复合侵染，除TYLCV外，还可能与番茄褪绿病毒（Tomatochlorosisvirus，ToCV）、番茄斑萎病毒（Tomatospottedwiltvirus，TSWV）、番茄花叶病毒（Tomatomosaicvirus，ToMV）等病毒同时感染。复合侵染的情况比单一病毒侵染更为复杂，不同病毒之间可能会发生相互作用，这些相互作用可能导致病毒的传播效率、致病力以及寄主植物的抗病反应等方面发生改变，从而使病害的症状更加严重，防控难度更大。研究表明，ToCV和TYLCV复合侵染番茄后，会导致番茄植株的病情指数显著高于单独侵染时的情况，产量损失也更为严重。复合侵染还可能使病毒的变异速度加快，产生新的病毒株系，进一步增加了病害防治的难度。

因此，深入研究番茄黄花曲叶病毒与其它几种病毒的复合侵染机制，对于揭示番茄病毒病的发病规律、制定有效的防控策略具有重要的理论和实践意义。通过研究复合侵染过程中病毒之间的相互作用、病毒与寄主植物之间的互作关系，可以为番茄抗病品种的选育提供理论依据，为开发新型的抗病毒药剂和防控技术奠定基础，从而有效降低病毒病对番茄产业的危害，保障番茄的产量和品质，促进番茄产业的可持续发展。

1.2研究目的与创新点

本研究旨在深入剖析番茄黄花曲叶病毒（TYLCV）与其他常见病毒（如番茄褪绿病毒ToCV、番茄斑萎病毒TSWV、番茄花叶病毒ToMV等）复合侵染的特性、机制以及防控策略，具体研究目的如下：

明确复合侵染的发生规律与症状特征：通过田间调查和室内检测，系统分析TYLCV与其他病毒复合侵染在不同地区、不同种植季节的发生频率和分布特点，详细观察复合侵染下番茄植株的症状表现，与单一病毒侵染症状进行对比，明确复合侵染导致的独特症状特征，为病害的早期诊断和田间识别提供依据。

揭示病毒间的相互作用机制：从分子生物学、生物化学和细胞学等层面，研究TYLCV与其他病毒在复合侵染过程中的相互作用方式，包括病毒基因组之间的相互影响、病毒蛋白的互作以及对寄主植物生理生化过程的协同调控，探索病毒互作如何影响病毒的复制、传播和致病力，深入了解复合侵染加重病害程度的内在机制。

解析寄主植物的响应机制：研究番茄植株在TYLCV与其他病毒复合侵染下的防御反应，包括抗病相关基因的表达变化、信号传导途径的激活以及植物激素的调控作用，分析寄主植物的生理代谢变化，如光合作用、呼吸作用、营养物质代谢等，明确寄主植物对复合侵染的响应机制，为培育抗病品种和开发抗病技术提供理论基础。

研发有效的复合侵染