巴西圣保罗州大豆新发病毒病：花生环斑正交坦布病毒（GRSV）的流行规律、蓟马传播及种子带毒机制研究

本文首次报道了花生环斑正交坦布病毒（GRSV）在巴西圣保罗州大豆产区的系统性流行调查，证实其通过蓟马（Frankliniella schultzei）高效传播，并首次发现0.2%的种子垂直传播率，对大豆病毒病防控具有重要预警意义。

　　

1 引言

大豆（Glycine max）是巴西最重要的经济作物之一，2023/2024季产量达1.53亿吨，占全球39%（USDA 2024）。然而，病毒病对大豆生产构成严重威胁，目前全球已知约46种病毒可侵染大豆，其中巴西已发现约20种，包括Alfamovirus、Begomovirus、Potyvirus和Orthotospovirus等属（Coco et al. 2013；Figueira A dos et al. 2019）。花生环斑正交坦布病毒（GRSV）近年来在巴伊亚州和联邦区的大豆上被报道（De Marchi et al. 2018；Fontes et al. 2019），其引起的叶片畸形和坏死症状尤为严重。GRSV属于Orthotospovirus arachianuli种（Adkins et al. 2022），是Tospoviridae科中唯一能感染植物的病毒属，在全球范围内对园艺作物造成重大损失（Pappu et al. 2009；Zhou et al. 2011）。

巴西的Orthotospovirus多样性包括GRSV、番茄斑萎病毒（TSWV）、番茄褪绿斑病毒（TCSV）、菊花茎坏死病毒（CSNV）等（de Oliveira et al. 2012；Pozzer et al. 1999）。这些病毒通过蓟马（Thysanoptera目）以持久增殖方式传播，幼虫期获毒后可在成虫期传毒（Mound 2002；Wijkamp and Peters 1993）。主要传毒媒介为Thrips和Frankliniella属（Alves-Silva and Del-Claro 2010；Peters 2008）。近年来，蓟马尤其是Frankliniella schultzei已成为大豆重要害虫，气候变暖和种植面积扩大进一步增加了病毒传播风险（Mound 2005）。

2 材料与方法

2.1 样品采集

在2020/2021和2021/2022连续两个夏季，研究人员分别调查了圣保罗州20个和12个大豆产区。每个区域随机采集50片大豆叶片，无论是否显症，均单独封装并运至实验室-80°C保存。同时使用手持吸虫器从叶片背面采集蓟马成虫，于绝对乙醇中-20°C保存。

2.2 Orthotospovirus鉴定

采用Bertheau和Frechon（1998）方法提取总RNA，使用BR60/BR65引物对通过一步法RT-PCR扩增核衣壳基因453 bp片段，该引物可检测TSWV、GRSV、TCSV、CSNV和INSV（Eiras et al. 2001）。扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测，部分样本进行Sanger测序和BLAST分析（Altschul et al. 1990）。为系统发育分析，使用BR60/GRSVJ1引物扩增800 bp核衣壳基因片段（Cruciol et al. 2019）。

2.3 系统发育分析

对18个GRSV分离株（来自圣保罗州多个地区及巴伊亚州）进行贝叶斯系统发育分析，结合GenBank中相关序列，使用Muscle v.3.8.425比对，MrBayes v.3.2.2构建进化树（Ronquist and Huelsenbeck 2003），核苷酸替代模型通过MrModeltest v.2.2（Nylander 2004）基于AIC准则选择。

2.4 生物学传播试验

从Taquarituba、Buritama、Jaú和Ara?atuba的感染大豆叶片制备汁液接种物，接种大豆、番茄、甜椒以及10株不同烟草属植物（包括N. clevelandii、N. tabacum多个品种等）。接种后每周观察症状，并通过RT-PCR确认病毒存在。

2.5 GRSV的种子传播

从Ara?atuba田间20株GRSV阳性大豆植株收获1200粒种子，播种于育苗盘，在30°C温室中培养，对所有幼苗进行RT-PCR检测（每10株混合样本）。

2.6 蓟马鉴定

依据形态学特征（Mound and Marullo 1996；Lima et al. 2018, 2020）和分子方法（Ribeiro-Junior et al. 2024）鉴定蓟马种类，标本保存于巴西皮奥伊联邦大学自然历史收藏馆。

3 结果

3.1 GRSV在大豆中的检测

GRSV在圣保罗州多个大豆产区被广泛检测（表1，图1）。2020/2021季，19个调查点中11个发现GRSV；2021/2022季，12个点中8个阳性。Ara?atuba（点2）在2020/2021季感染率超50%，2021/2022季点2和点17感染率分别为44%和40%。症状包括花叶、疱斑、黄化、斑驳、矮化和叶片畸形（图2）。

3.2 蓟马采样与鉴定

Frankliniella schultzei为优势种（表1，图3），2020/2021季在15/20个点检出，2021/2022季在9/12个点检出，数量显著多于F. occidentalis和C. phaseoli。

3.3 GRSV的种子传播

1200粒种子播种后1000株发芽（83.3%），其中2株RT-PCR阳性，种子传播率为0.2%。阳性幼苗表现褪绿症状，测序证实为GRSV。

3.4 生物学传播试验

Buritama和Taquarituba分离株可通过汁液传播至烟草属、甜椒、番茄和大豆，番茄和大豆虽无症状但RT-PCR阳性；Jaú和Ara?atuba分离株未能传播（表2）。

3.5 序列分析与系统发育

本研究序列已存入GenBank（登录号PV335571-PV335589）。基于核衣壳基因的系统发育显示，大豆来源GRSV分离株与GenBank中GRSV序列聚为三组：南非花生分离株、巴西西瓜分离株及巴西大豆和花生分离株。GRSV与多米尼加共和国的TCSV亲缘关系较近（图4）。

4 讨论

本研究揭示了圣保罗州大豆田中蓟马种类与Orthotospovirus感染的动态关系。GRSV广泛存在，F. schultzei为主要媒介物种，其传播效率高于F. occidentalis和C. phaseoli（后者非病毒载体）。气候条件（22-25°C）利于蓟马种群发展（Nondillo et al. 2008）。

种子传播率0.2%虽低，但具有重要流行病学意义，可为病毒跨区域传播和持续存在提供途径（Salaudeen 2012）。此前仅SVNV报道过种子传播（Groves et al. 2016），约25%植物病毒可种子传毒（Johansen et al. 1994）。

GRSV寄主范围广泛，涉及花生、番茄、辣椒、茄子、生菜、西瓜、黄瓜及杂草Portulaca oleracea等（Camelo-García et al. 2014；Jorge et al. 2023；Le?o et al. 2015）。大豆作为新寄主，其感染可能与邻近感病作物或杂草有关。

不同GRSV分离株的生物学特性存在差异，Buritama和Taquarituba分离株易汁液传播，而Jaú和Ara?atuba分离株则否，可能与病毒遗传变异或蓟马传播效率差异有关（Chatzivassiliou et al. 2002）。F. schultzei深色型传毒效率更高（Wijkamp et al. 1995），本研究未深入分析此因素。

症状多样性（花叶、疱斑、黄化等）与感染时期相关，早期感染（可能通过种子）导致更严重畸形和矮化。GRSV感染与烟草条纹病毒（Ilarvirus）引起的芽枯病症状相似，需分子检测区分（Irizarry et al. 2016）。

综上所述，GRSV在圣保罗州大豆产区流行态势严峻，亟需进一步研究病毒-媒介-寄主互作机制，筛选抗性基因型，并制定综合防控策略以保障巴西大豆产业安全。