番木瓜原產(chǎn)美洲熱帶地區(qū),在明末清初期間,,由西班牙和葡萄牙傳教士帶入中國,,至今在我國已有300多年的栽培歷史。因其果肉香氣濃郁,、汁甜味美,,番木瓜受到了廣大民眾的喜愛,被奉為“嶺南佳果”,。 然而,,很多人卻不知道,,番木瓜曾經(jīng)差點(diǎn)因一場大病的侵襲而滅絕…… 受到病害侵襲的番木瓜園(圖片來源:參考文獻(xiàn)8) 這場大病,就是番木瓜環(huán)斑病,。 被“絕命毒師”支配的番木瓜 番木瓜環(huán)斑病,,是由番木瓜環(huán)斑病毒引起的一種番木瓜病害,病毒英文名Papaya ringspot virus,,簡稱PRSV,。該病最早于1949年的美國夏威夷被發(fā)現(xiàn),隨后在短短70多年的時(shí)間里,,在墨西哥,、日本、中國和澳大利亞等數(shù)十個(gè)國家和地區(qū)相繼暴發(fā),,所過之處,,瓜農(nóng)兩行淚,是目前世界公認(rèn)的制約番木瓜產(chǎn)量的毀滅性病害,。 番木瓜環(huán)斑病極易傳染,且下毒手段頗多,,能在短時(shí)間內(nèi)完成傳毒,。當(dāng)瓜園的木瓜樹被番木瓜環(huán)斑病毒侵染后,感病植株的葉片只要與健康植株的葉片輕微接觸摩擦就可傳染病毒,;同時(shí),,當(dāng)人或者農(nóng)具不經(jīng)意間觸摸到感病植株,如果沒有對觸碰過病株的手或者農(nóng)具加以清潔消毒,,就直接與健康植株觸摸也可以傳染病毒,。 桃蚜(圖片來源:biodiversity4all.org) 此外,番木瓜環(huán)斑病毒還十分擅長搭“飛機(jī)”傳毒,。以桃蚜和棉蚜為首的蚜蟲,,只需要在感病植株取食2分鐘,病毒就可以沾染在蚜蟲的口器上,,然后跟隨蚜蟲飛向健康的植株,,蚜蟲在健康植株上取食十幾秒就可將病毒傳入健康植株體內(nèi)。這種蚜蟲即食即傳的快速傳播方式是番木瓜環(huán)斑病毒自然傳播的主要方式,傳播率極高,,如果疏忽防治,,病毒只需7天就可快速擴(kuò)散到整個(gè)瓜園。 當(dāng)木瓜樹感染番木瓜環(huán)斑病后,,首先會(huì)在莖,、葉脈及嫩葉的支脈間出現(xiàn)水漬斑,隨后在嫩葉上出現(xiàn)黃綠相間或深綠與淺綠相間的花葉病癥狀,;同時(shí)果實(shí)表皮會(huì)出現(xiàn)水漬狀圓形斑點(diǎn),,幾個(gè)圓斑可聯(lián)合形成一大片斑塊;最后病株葉片會(huì)大部分脫落,,幼葉出現(xiàn)畸形葉,,如雞爪型、卷葉型和縮葉型,;同時(shí)果實(shí)甜度降低,,口感極差。感病植株會(huì)在1~4年內(nèi)逐漸死亡,,造成十分嚴(yán)重的損失,。 感染RPSV的番木瓜樹和番木瓜 (圖片來源:參考文獻(xiàn)[8]) 星星之“毒”,可以燎原 1949年前,,全世界種植有大量的番木瓜,,一切都相安無事。然而1949年的某一天,,夏威夷群島之一的瓦胡島上的瓜農(nóng)發(fā)現(xiàn)瓜園中的番木瓜葉片形狀像雞爪子,,果實(shí)上出現(xiàn)水漬狀圓斑,植株瀕臨死亡,。經(jīng)過鑒定,,人們發(fā)現(xiàn)是番木瓜環(huán)斑病毒在“興風(fēng)作浪”,于是便噴施了各種農(nóng)藥進(jìn)行防治,,然而全都無濟(jì)于事,,反而病情越來越嚴(yán)重,最終瓦胡島番木瓜“陣地”失守,,島內(nèi)幾乎無法再種植番木瓜,。 于是,,瓦胡島的番木瓜種植者被迫遷移,,在還沒有被病毒侵襲的夏威夷大島普納地區(qū)繼續(xù)種植番木瓜。然而臥榻之側(cè),,豈容他人鼾睡,,番木瓜環(huán)斑病毒無法忍受夏威夷島內(nèi)還有番木瓜的存在,于是趁普納地區(qū)病毒防線未穩(wěn),便找準(zhǔn)機(jī)會(huì),,強(qiáng)勢入侵了普納,,普納就此成為番木瓜環(huán)斑病毒“淪陷區(qū)”。后來種植者們幾經(jīng)搬遷,,然而他們非但沒能扼殺掉該病毒,,反而把該病毒傳播了出去,使其在世界各地為禍番木瓜,。 中國自明末清初開始栽種番木瓜,,上百年的時(shí)間里,番木瓜產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展,。然而自20世紀(jì)50年代末引進(jìn)了一些番木瓜品種,,國內(nèi)就開始有了番木瓜環(huán)斑病侵襲的跡象,不久后該病就在我國華南地區(qū)不斷肆虐,,瓜園發(fā)病率平均達(dá)到70%以上,,廣州和南寧地區(qū)發(fā)病率更是分別達(dá)到97%和92%,甚至還有加重的趨勢,??梢哉f,當(dāng)時(shí)我國的番木瓜種植已近乎滅亡,。 除此之外,,以番木瓜為日常食物的泰國,也遭遇了番木瓜環(huán)斑病毒的嚴(yán)重侵襲,。其中叻丕,、龍仔厝、佛統(tǒng)及北碧4府的番木瓜全部感染了該病毒,,無數(shù)瓜園絕收,。同時(shí)素攀、羅勇及素叻他尼等府感染病毒率高達(dá)60%,,遭受損失的面積超過9000萬平方米,,經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1.2億人民幣,多數(shù)地區(qū)再也無法種植番木瓜,。 可見,,番木瓜環(huán)斑病毒已經(jīng)掀起了“世界大戰(zhàn)”,無數(shù)番木瓜在其侵略下“瑟瑟發(fā)抖”,,一場番木瓜保衛(wèi)戰(zhàn)已正式吹響號(hào)角,。 電子顯微鏡下的番木瓜環(huán)斑病毒粒體 (圖片來源:參考文獻(xiàn)[9]) 手段盡出,難抵侵略腳步 然而,,人類在與番木瓜環(huán)斑病毒的交鋒中,,竟然節(jié)節(jié)敗退,,還被其占領(lǐng)了許多種植區(qū)。番木瓜環(huán)斑病毒好似番木瓜的“克星”,,人類用盡各種方法,,如雜交選育、化學(xué)防治和交叉保護(hù)等措施,,仍然難抵番木瓜環(huán)斑病毒侵略腳步,,其原因主要是: 1.番木瓜家族成員大多“體弱” 番木瓜屬內(nèi)有多個(gè)種,然而卻沒有能夠抵抗番木瓜環(huán)斑病毒的種質(zhì)資源,,其高生種,、青柄種很容易感病,矮生種和紅葉品種較耐病,,但只是相對而言,,在病害流行的地區(qū)和年份,發(fā)病率都很高,,品種抗病性差異并不顯著,。 2.番木瓜不喜歡“聯(lián)姻” 番木瓜是異花授粉果樹,通過雜交手段選育出了抗病和耐病品種,,后代性狀會(huì)發(fā)生分離,,很難保持其抗病優(yōu)良性狀不變。據(jù)悉,,有幾種野生型番木瓜對PRSV有抗性,,但它們與人工誘變栽培種雜交會(huì)產(chǎn)生雜交不親和性和不育型雜種后代,因此雜交抗病的措施也失敗了,。 3.番木瓜環(huán)斑病毒善于“變身” 番木瓜環(huán)斑病毒變化速度很快,,在世界各地區(qū)都有不同的株系,目前發(fā)現(xiàn)的番木瓜環(huán)斑病毒株系或分離物有36個(gè),,其中僅在我國臺(tái)灣就有12個(gè),。由于番木瓜環(huán)斑病毒株系復(fù)雜,地域性區(qū)別大,,至今尚無有效的化學(xué)藥劑能加以控制,。 因此,盡管科學(xué)家們使用了很多抗病毒的方法,,但仍然收效甚微,,且病毒還有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢,番木瓜已到了生死邊緣,。 轉(zhuǎn)基因,,救番木瓜于水火 就在人們只能看著番木瓜種植面積一點(diǎn)點(diǎn)地被病毒吞并而無能為力時(shí),突然在1986年,,有科學(xué)家成功把煙草花葉病毒的外殼蛋白基因轉(zhuǎn)入了煙草,,獲得了世界上第一例抗病毒轉(zhuǎn)基因植物,,且抗病表現(xiàn)良好,。于是乎,,科學(xué)家們由煙草聯(lián)想到了番木瓜:轉(zhuǎn)基因番木瓜是否也可以抵擋番木瓜環(huán)斑病毒? 由于番木瓜病情告急,,美國的科學(xué)家在轉(zhuǎn)基因煙草成功的當(dāng)年就開始致力于轉(zhuǎn)基因番木瓜的研究,,僅用了4年時(shí)間,就獲得了世界上首例轉(zhuǎn)基因番木瓜,,且抗病毒表現(xiàn)良好,。科學(xué)家們大受鼓舞,,便將轉(zhuǎn)基因,、雜交和回交等手段結(jié)合起來,成功培育出“SunUp”,、“Rainbow”和“Laie Gold”等轉(zhuǎn)基因品種,。這些品種不僅對番木瓜環(huán)斑病毒具有明顯的抗性,還特別高產(chǎn),,生態(tài)適應(yīng)性很強(qiáng),。 種植轉(zhuǎn)基因番木瓜恢復(fù)往日繁榮的普納地區(qū) (圖片來源:參考文獻(xiàn)[8]) 由于轉(zhuǎn)基因番木瓜抗病優(yōu)秀,在經(jīng)過了嚴(yán)格的檢驗(yàn)程序后,,美國于1998年批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因番木瓜商業(yè)化種植,。5年后,美國轉(zhuǎn)基因木瓜分別被加拿大和日本等多個(gè)國家批準(zhǔn)進(jìn)口和種植,,直接挽救了美國番木瓜產(chǎn)業(yè),。 等等,為什么只說挽救了美國番木瓜產(chǎn)業(yè),,而不是全世界呢,? 那是因?yàn)?strong>番木瓜環(huán)斑病毒有很多株系,不同地區(qū)的病毒,,其優(yōu)勢株系都是不一樣的,。其中,在美國抗病良好的轉(zhuǎn)基因品種如“SunUp”,、“Rainbow”,,在中國就不具有抗性。因此,,中國急需擁有自己的轉(zhuǎn)基因番木瓜品系,,解救還飽受病毒侵襲的中國番木瓜。 中國番木瓜的崛起之路 事實(shí)上,,中國的轉(zhuǎn)基因番木瓜研究很早便開始了,,最早可追溯到1996年,,當(dāng)時(shí)中國臺(tái)灣由中興大學(xué)研究獲得了對番木瓜環(huán)斑病毒具有高度抗性的轉(zhuǎn)基因品系,后來中山大學(xué),、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院接連開展了轉(zhuǎn)基因番木瓜的研究,。但當(dāng)時(shí)這些科研單位進(jìn)行的轉(zhuǎn)基因木瓜后續(xù)試驗(yàn)進(jìn)展并不順利,大多停滯在安全性評價(jià)試驗(yàn)階段,,均未能商業(yè)化種植,。 但是中國人從不缺乏智慧,在美國人想打開中國轉(zhuǎn)基因番木瓜市場的時(shí)候,,由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究的轉(zhuǎn)基因番木瓜品種“華農(nóng)1號(hào)”歷經(jīng)6年,,終于于2006年通過了嚴(yán)格的安全性評價(jià)試驗(yàn),不僅在田間種植表現(xiàn)出了高度抗番木瓜環(huán)斑病毒的性狀,,而且食用和生態(tài)環(huán)境種植都非常安全,,因此得到了可商業(yè)化種植的批準(zhǔn),也是中國如今唯一被允許商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因食用作物,。 轉(zhuǎn)基因番木瓜樹 (圖片來源:參考文獻(xiàn)[8]) 從此,,對番木瓜環(huán)斑病毒具有高度抗性的轉(zhuǎn)基因番木瓜出現(xiàn)在了祖國大地上,并在中國南方廣泛種植,。轉(zhuǎn)基因番木瓜的出現(xiàn),,讓每年的農(nóng)藥費(fèi)用最少減少了6000萬元,降低農(nóng)藥使用量一半以上,,使得環(huán)境污染減小,,番木瓜發(fā)病率減少90%,提高了番木瓜產(chǎn)量與質(zhì)量,,保障了食品安全,,這才有了如今的番木瓜食用自由。 結(jié)語 番木瓜環(huán)斑病毒給番木瓜帶來了滅頂之災(zāi),,但轉(zhuǎn)基因卻挽救了番木瓜,,在這場跨越70多年的斗爭中,以人類的勝利而暫告一段落,。 然而番木瓜環(huán)斑病毒仍然逍遙法外,,如何徹底防治該病毒仍是一道世界難題。為此,,希望更多的有志青年可以加入植物保護(hù)行列,,早日破解這一難題,還番木瓜一個(gè)真正的“太平盛世”,。 推薦閱讀 大院er拍了拍你:不要忘記 點(diǎn)亮這里的 贊 和 在看 噢~