甘蔗白葉植原體

由甘蔗白葉植原體引起的甘蔗白葉病(Nakashima et al., 1994; Wongkaew et al., 1997)引起甘蔗葉片類似於鐵缺乏症的漂白(bleaching)症狀。

學名 sugarcane white leaf Phytoplasma
英文名 Sugarcane white leaf Phytoplasma
分類地位 原核生物門,軟球菌綱,植原體屬

分布

亞洲:中國台灣,泰國
澳洲:澳大利亞和紐西蘭可能發生,但Tran-Nguyen L等(2000)用分子生物學方法沒能在澳大利亞甘蔗上檢測到白葉植原體,相反在2種雜草上檢測到白葉植原體。

危害情況

由甘蔗白葉植原體引起的甘蔗白葉病(Nakashima et al., 1994; Wongkaew et al., 1997)引起甘蔗葉片類似於鐵缺乏症的漂白(bleaching)症狀。在亞洲,白葉植原體病導致甘蔗的巨大減產,給甘蔗和製糖產業帶來巨大損失(Raychaudhuri & Mitra, 1993);在泰國,甘蔗白葉植原體是甘蔗是的毀滅性病害之一,引起整個葉片褪綠白化和分櫱增多,據估計白葉病每年給泰國製糖業已帶來超過2000萬美元的損失。

形態特徵

甘蔗白葉植原體存在染色體外DNA。甘蔗白葉植原體染色體外DNA的大小約為2.7 kb,在植物中以環狀形式存在。從不同地方收集的分離物,其染色體外DNA存在Hind III或EcoR I酶切多態性。雜交試驗表明水稻黃矮植原體和甘蔗白葉植原體的染色體外DNA具有很高的同源性。Nakashima等(1999)從感病的甘蔗植株中分離植原體DNA,將限制酶切的DNA片段在大腸桿菌中克隆,用克隆的DNA片段作為探針能從感病植株和昆蟲介體中檢測植原體。用PCR的方法也能檢測植原體的rDNA片段。雜交試驗和rDNA的序列分析表明甘蔗白葉植原體與水稻黃矮植原體的基因組具有較高同源性。同時,序列分析也表明甘蔗白葉植原體與甘蔗草狀叢枝植原體(sugarcane grassy shoot phytoplasma)和禾本科雜草白葉病植原體也有相關性,進化上與泰國東南部的禾本科雜草白葉病相關。雜交試驗表明甘蔗白葉植原體的染色體外DNA與水稻黃矮植原體及禾本科雜草白葉病植原體的染色體外DNA具有很高的序列同源性。

生物學

寄主:
在亞洲主要是甘蔗和甘蔗的雜交種(Saccharum spp. And complex Saccharum hybrids),幾種禾本科雜草,如百慕達草(Bermuda grass)。在 crowfoot grass and brachiaria grass上的表現與甘蔗白葉植原體病相似的症狀。

傳播途徑

傳播:
在台灣和泰國,葉蟬Matsumuratettix hiroglyphicus傳播甘蔗白葉植原體(Matsumoto et al., 1968; Phisitkul et al., 1989),其他葉蟬介體還沒有被證實。

檢疫與防治

檢疫方法:
1. DAPI染色:用DAPI染料對感病葉片進行組織化學染色,利用螢光顯微鏡在韌皮部篩管組織中觀察是否出現螢光。
2. ELISA:已獲得甘蔗白葉植原體特異的多抗血清,可用此進行ELISA檢測。
3. 核酸雜交:分別從白葉植原體染色體外和染色體DNA片斷克隆的2個探針(S1和S28)對表現白葉症狀的甘蔗和禾本科雜草提取的DNA表現強的特異性雜交信號(Wongkaew p et al,1999)。用隨機克隆的植原體DNA片段做探針,Southern雜交分析可用於檢測甘蔗和昆蟲介體中的植原體。Dot blot雜交表明甘蔗白葉植原體與水稻黃矮植原體有較高的同源性。
4. 基於PCR的方法:Wongkaew等(1997)利用一對通用引物,通過PCR 技術擴增16s rRNA的一個1.35-kb DNA片段,然後用9個限制性內切酶RFLP結合16s rRNA 3' 末端和16s rRNA 與tRNA(Ile) 之間間隔區DNA片段的序列分析,結果表明甘蔗草狀叢枝病與甘蔗白葉病由不同的植原體引起,但從吊索草(Dactyloctenium aegyptium), 百慕達草(Cynodon dactylon)和Brachiaria草(Brachiaria distachya)等3種表現白葉症狀的禾本科雜草上未能檢測到相似的植原體。利用甘蔗白葉植原體的16s rRNA中保守序列或16s rRNA與tRNA(Ile)間的間隔區序列設計引物,利用 PCR技術,體外擴增植原體的DNA片斷,擴增產物通過電泳分離來檢測,或者通過PCR產物的RFLP分析或DNA序列來檢測甘蔗白葉植原體(Tran-Nguyen L., et al,2000)。
檢疫措施
甘蔗白葉植原體容易經甘蔗運輸而傳播,在泰國和台灣,葉蟬Matsumuratettix hiroglyphicus已被清楚的鑑定為SCWL的介體。因而,對於國際貿易中的甘蔗和進出口的甘蔗品種,應行嚴格的檢疫。已發展了檢測SCWL的ELISA、DNA雜交和PCR檢測技術,其中PCR檢測最為敏感和可靠,因而,可用此法進行快速檢測。
防治方法
1. 選育和種植抗、耐病品種是防治病害的最有效的途徑。
2. 防治介體葉蟬:用殺蟲劑控制介體葉蟬可在一定程度上阻止病害的傳播和擴展。
3. 衛生措施:將發現的病株拔除並燒毀。
4. 栽培措施:加強田間管理,給予儘可能好的生長環境,清除田間的雜草,可防止病害的流行。

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