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综述:园艺作物病毒消除的体外疗法及病毒防护新方法综述
《Planta》:A comprehensive review on in vitro therapies for virus elimination and novel methods for virus protection in key horticultural crops
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月05日 来源:Planta 3.6
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这篇综述系统探讨了园艺作物病毒防控的前沿策略,推荐关注其整合传统体外技术(如茎尖培养、化学疗法、热疗法、低温疗法、电疗法)与新兴生物技术(CRISPR-Cas9、RNA干扰、转基因)的协同应用。研究揭示了病毒消除率(50-100%)与操作参数(茎尖大小、温度、抗病毒剂浓度)的关联,为作物抗病毒育种提供了多维度解决方案。
病毒病害对经济型园艺作物的威胁日益严峻,传统管理策略的局限性促使研究者转向体外技术与基因工程的融合创新。综述首先梳理了常规体外疗法的核心原理:茎尖培养(Meristem culture)利用分生组织无病毒特性,化学疗法(Chemotherapy)通过利巴韦林等抗病毒剂抑制病毒复制,热疗法(Thermotherapy)依赖35-40°C高温干扰病毒增殖,而低温疗法(Cryotherapy)则通过液氮超低温处理消除受染细胞。电疗法(Electrotherapy)作为新兴物理手段,通过脉冲电场破坏病毒颗粒结构。
跨技术联用展现出协同效应,例如茎尖培养结合38°C热疗法可使马铃薯Y病毒(PVY)消除率提升至90%。研究特别强调操作参数的精确调控——茎尖大小需控制在0.2-0.5mm,化学处理中利巴韦林浓度阈值维持在20-50mg/L,温度耐受实验揭示40°C持续4小时为多数作物的临界点。
在生物技术领域,CRISPR-Cas9系统通过靶向切割病毒DNA/RNA实现精准编辑,番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)的Cas9/sgRNA复合体干预已使植株抗性提升80%。RNA干扰(RNAi)技术则通过病毒基因同源dsRNA的递送,在柑橘衰退病毒(CTV)防控中实现72%的抑制率。转基因策略中,CP基因转化使番木瓜对环斑病毒(PRSV)的抗性达到100%。
值得注意的是,不同病毒-宿主组合存在显著差异:葡萄藤病毒(GFLV)对热疗敏感(消除率98%),而苹果茎沟病毒(ASGV)需联合化学-低温疗法才能达到60%效果。这种变异性凸显了病原体特异性方案设计的必要性。当前挑战在于优化递送系统(如纳米载体提升RNAi稳定性)和克服基因沉默逃逸突变。未来方向将聚焦于多重抗病毒模块的叠加与田间适应性评估,为可持续农业提供分子设计育种新范式。