印度次大陆条件下番木瓜环斑病发病情况的研究成果:优化种植策略,防控病毒病害

【字体: 时间:2025年02月27日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决番木瓜环斑病毒(PRSV)影响番木瓜种植问题,印度农业科学大学的研究人员开展相关研究,发现 6 月或 3 月种植番木瓜可降低发病率,早期生长阶段易感染,该成果有助于制定防控策略。

  番木瓜,这种富含营养且具有药用价值的水果,在全球各地的果园里蓬勃生长,为人们带来美味与健康。然而,有一种 “恶魔” 却在悄悄威胁着它的生存,那就是番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)引发的番木瓜环斑病(Papaya ringspot disease,PRSD)。PRSV 如同隐藏在暗处的杀手,一旦番木瓜感染,不仅果实产量会大幅下降,品质也会大打折扣,这让全球的番木瓜种植者们忧心忡忡。印度作为全球番木瓜的主要生产国,自然也深受其害。为了找到对抗这一病害的有效方法,印度农业科学大学(University of Agricultural Sciences)的研究人员勇挑重担,开展了一系列深入研究。
研究人员进行了两项独立的田间实验。第一项实验旨在确定番木瓜的最佳种植月份,第二项则是找出番木瓜对 PRSV 感染的易感生长阶段。经过不懈努力,他们得出了重要结论:在大多数生长阶段,6 月早播或 3 月晚播番木瓜是最优选择,这两个时期种植的番木瓜发病率最低,同时生长和产量表现也更为出色。而 9 月至次年 1 月的冬季种植,由于蚜虫数量增加,病害严重程度会显著上升;相反,在蚜虫活动较少的春季种植,能将病害发作时间推迟到季风期,此时植株已度过开花结果阶段。此外,研究还发现,番木瓜在早期生长阶段(移植后 180 天内)对 PRSV 感染极为敏感,早期感染的植株病毒滴度更高、症状更严重,传播率也更高。该研究成果对于指导番木瓜种植、减少 PRSV 对番木瓜产业的危害具有重要意义,为全球番木瓜种植者提供了宝贵的参考,也为相关领域的科研人员指明了方向 。

在研究过程中,研究人员运用了多种技术方法。首先,采用随机区组设计(Randomized Block Design,RBD)进行田间实验,设置多个处理组和重复,以减少误差。其次,利用实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)技术对不同生长阶段番木瓜植株的 PRSV 病毒滴度进行量化分析。同时,通过黄板诱捕法定期监测蚜虫种群动态,并收集实验期间的气象数据,分析环境因素对病害发生的影响。

研究结果如下:

  1. 不同种植月份对 PRSD 发病率、生长和产量参数的影响:通过田间实验,研究人员发现不同月份种植番木瓜,PRSD 发病率差异显著。6 月种植的番木瓜在移植后 90 天内未出现 PRSD 发病情况,120 天发病率仅为 8.33%,240 天达到 100%;3 月种植的番木瓜发病率在各阶段均显著低于其他月份,从出现发病到达到 100% 发病率所需时间最长。AUDPC 分析表明,6 月种植的番木瓜 AUDPC 值最低,10 月至次年 1 月种植的 AUDPC 值最高。在生长参数方面,3 月种植的番木瓜在株高、节间长度、茎围和叶片数量等方面均显著优于其他处理组。产量和产量参数方面,3 月种植的番木瓜在开花时间、花量、结果时间、果实大小和产量等方面表现最佳。此外,研究人员还监测了蚜虫种群动态,发现 6 - 8 月种植的番木瓜蚜虫数量在 150 天内较低,9 月至次年 2 月种植的番木瓜前期蚜虫活动频繁,3 月种植的番木瓜蚜虫数量相对较低。同时,环境条件的季节性变化对蚜虫活动和 PRSV 发病率有显著影响,6 - 8 月的凉爽、潮湿和多风天气抑制了蚜虫活动,10 月至次年 1 月的干燥、温暖天气则有利于蚜虫繁殖和病毒传播。通过相关性研究发现,PRSD 发病率与蚜虫种群在多数生长阶段呈显著正相关,与部分生长和产量参数呈负相关。
  2. 番木瓜对 PRSV 感染易感阶段的鉴定:在网室内,研究人员利用带毒蚜虫对不同生长阶段的番木瓜进行接种实验。结果显示,30 和 60 天接种的番木瓜症状出现早且传播率为 100%,随着接种时间推迟,传播率逐渐下降,症状出现时间逐渐延迟。从症状表现来看,早期接种的番木瓜症状严重,后期接种症状逐渐减轻。qRT-PCR 检测发现,早期接种的番木瓜病毒滴度最高,随着接种时间推迟,病毒滴度逐渐降低。此外,不同生长阶段接种 PRSV 对番木瓜的生长和产量参数影响显著,早期接种会抑制植株生长和产量,后期接种影响较小。相关性研究表明,病毒滴度与传播率呈显著正相关,与多数生长、产量参数呈显著负相关。

研究结论与讨论部分指出,该研究明确了番木瓜的最佳种植时间为 6 月或 3 月,此时种植可减少 PRSD 的发生,提高产量。同时,确定了番木瓜早期生长阶段(移植后 180 天内)对 PRSV 感染最为敏感,此阶段应加强病害管理。研究还揭示了环境因素,特别是温度、湿度、光照和风速等,对蚜虫活动和 PRSV 传播的重要影响。此外,该研究在方法学上具有创新性,qRT-PCR 技术的应用为精确量化病毒滴度提供了有力工具,可推广到其他作物病毒研究中。然而,该研究也存在一定局限性,例如实验在受控田间条件下进行,实际农业生产中的多种因素可能会影响研究结果的普遍性。未来研究可进一步探讨不同种植策略与其他病害管理方法的结合,以及不同地区环境因素对 PRSV 发病的影响,为全球番木瓜种植提供更全面、有效的病害防控方案。这一研究成果不仅为印度番木瓜种植者提供了实用的指导,也为全球番木瓜产业应对 PRSV 挑战带来了新的希望,推动了植物病毒学和农业科学领域的发展。

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