植物病毒病是危害農(nóng)作物的一類重要病害，因其危害大、防治困難而有植物癌癥之稱。近年來，植物病毒病在果樹、蔬菜、花卉以及多種經(jīng)濟(jì)作物上的危害越來越嚴(yán)重。大量研究證明，植物病毒病多數(shù)是由煙草花葉病毒（TMV）和黃瓜花葉病毒（CMV）引起的。黃瓜花葉病毒能侵染1000多種單、雙子葉植物，可經(jīng)75種蚜蟲傳播，有些分離物還可通過種子傳播，是寄主植物最多、分布最廣、最具經(jīng)濟(jì)重要性的植物病毒之一。能引起多種蔬菜產(chǎn)生花葉、壞死、枯萎等，為害面積大。為了減輕其在生產(chǎn)上的危害，多年來科研工作者嘗試了多種不同方法防治CMV，提出了不同的防治策略。本文擬對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行探討，以尋求高效的黃瓜花葉病毒防治策略。
1 黃瓜花葉病毒（CMV）概述
1.1 CMV分類及危害
黃瓜花葉病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）屬雀麥花葉病毒科（Bromo viridae）黃瓜花葉病毒屬（Cu cumo virus）的典型成員。白Doolittle和Jagge分別報道CMV是黃瓜花葉病的病原以來，各國學(xué)者相繼報道了CMV的危害。近10多年來，CMV在一些國家和地區(qū)的許多作物上造成嚴(yán)重危害，如引起番茄的壞死、香蕉的花葉（心腐）、豆科植物的花葉、瓜類的花葉、西番蓮的死頂?shù)?。此外，許多過去被認(rèn)為是新的病毒，現(xiàn)已被證實(shí)為CMV新的株系。幾十年來，各國學(xué)者根據(jù)他們分離到的CMV的寄主范圍及癥狀表現(xiàn)得到許多株系或分離物，迄今，全世界已報道了100多個CMV株系（如Fny、Y、O、NT9、lx、Q）或分離物。
1.2 CMV微觀結(jié)構(gòu)及RNA組成
黃瓜花葉病毒為直徑約29nm的二十面體的小顆粒，顆粒分子量約為5.3×10E6，其中18%是RNA，82%是蛋白質(zhì)。CMV是單鏈RNA病毒，屬三分體基因組，包括4個RNA片段，即RNA1～4，其分子量分別為1.01×10E6、0.89×10E6、0.68×10E6、0.33×10E6。RNA1～3的長度分別為3.3×10E3b、3.2×10E3b、2.2×10E3b。RNA1和RNA2分別編碼111×10E3D和97×10E3D2個蛋白，RNA3含編碼3a蛋白基因和外殼蛋白（CP）基因，編碼一個移動蛋白（即3a蛋白，30×10E3D）和一個外殼蛋白（24×10E3D）。1976年美國農(nóng)業(yè)部研究中心的Kaper等發(fā)現(xiàn)，有些CMV中除含有病毒本身的4段RNA外，還有一種分子量更小的RNA5（1×10E5），稱為衛(wèi)星RNA5。研究發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星RNA不能獨(dú)立侵染和復(fù)制，完全依賴于CMV的輔助作用，但衛(wèi)星RNA能干擾CMV復(fù)制，降低CMV濃度。
2 黃瓜花葉病毒防治策略研究進(jìn)展
2.1 藥劑防治
由于植物病毒對植物細(xì)胞的絕對寄生性，病毒復(fù)制所需要的物質(zhì)、能量、場所等完全由寄主提供，而且植物沒有動物那樣完整的免疫代謝系統(tǒng)，給高選擇性的化學(xué)抗病毒制劑的研究與開發(fā)以及植物病毒病的防治帶來很大的困難，至今尚無有效的抗病毒治療劑。
黃瓜病毒病的發(fā)生與蚜蟲的發(fā)生情況密切相關(guān)。蚜蟲是CMV傳播的主要媒介，一般蚜蟲密度高，CMV的發(fā)病率也高，蚜蟲密度低，CMV的發(fā)病率也低。特別是高溫干旱天氣可促進(jìn)蚜蟲的繁殖和傳毒。因此利用藥劑殺死蚜蟲，可有效切斷傳播途徑，達(dá)到防治CMV的目的。但目前生產(chǎn)上使用的防治蚜蟲的藥劑多數(shù)是劇毒農(nóng)藥，如氧化樂果、甲胺磷等，一些生物農(nóng)藥防治效果不很理想。因此，通過使用農(nóng)藥防治蚜蟲不僅污染環(huán)境，而且提高農(nóng)業(yè)成本投入和降低產(chǎn)品質(zhì)量安全系數(shù)。
2.2 黃瓜花葉病毒疫苗的研制
田波等把CMV基因組RNA和衛(wèi)星RNA按1∶1的比例混合，接種到多種植物上，選取無致病力的分離物，組建成CMV生物防治制劑（疫苗）S51、S52，該制劑可使青椒和番茄病情指數(shù)降低50%左右，果實(shí)增產(chǎn)30%左右。此外，它還具有促進(jìn)果實(shí)早熟和降低真菌病害危害的作用，在生產(chǎn)上曾有一定應(yīng)用面積。疫苗的應(yīng)用雖具有無公害的優(yōu)點(diǎn)，但其防治效果不夠穩(wěn)定，易受環(huán)境條件影響。
2.3 篩選具有抗CMV基因的種質(zhì)資源，選育抗病新品種
對現(xiàn)有的栽培種和野生種進(jìn)行接種鑒定，篩選具有抗（耐）CMV的種質(zhì)資源，運(yùn)用雜交育種和系統(tǒng)選育的方法選育獲得了一些抗（耐）CMV的煙草、番茄、辣椒新品種和品系。這種方法育種周期長，效率低，且許多重要的經(jīng)濟(jì)植物目前尚未找到抗CMV基因，篩選獲得的新品種和品系多數(shù)對CMV耐病程度不同，而不是真正的抗病，在缺少抗源的情況下，通過這種方法很難選育出抗病新品種。
2.4 利用基因工程技術(shù)，創(chuàng)造新的抗CMV種質(zhì)資源
目前植物抗病毒基因工程主要包括3個領(lǐng)域，第1個領(lǐng)域是利用病毒本身的基因?qū)胧荏w植物，獲得抗性植株，所獲得的抗性也稱病原起源的抗性（pathogen-derived resistance）。這一領(lǐng)域的研究較多，已育成了不少抗性品種；第2、3個領(lǐng)域是分別利用植物中自然存在的抗性基因和植物、微生物的核糖體失活蛋白（RIPs）基因，獲得抗病毒植物。第1個領(lǐng)域又包括利用病毒外殼蛋白（coat rotein，CP）基因、病毒復(fù)制酶（replicase）基因、病毒運(yùn)動蛋白（movement pro tein，MP）基因、病毒反義RNA（antisense RNA）、核酶（ribozyme）基因、病毒衛(wèi)星RNA（satellite RNA）等方法介導(dǎo)病毒抗性。目前在抗CMV轉(zhuǎn)基因中利用較多的是CMV CP基因、CMV復(fù)制酶基因、CMV衛(wèi)星RNA、CMV MP基因介導(dǎo)抗性。
①CMV CP基因介導(dǎo)病毒抗性研究 導(dǎo)入CMV CP基因是目前介導(dǎo)CMV抗性較為成功的一種方法。外殼蛋白是形成病毒顆粒的結(jié)構(gòu)蛋白，其功能是包裹病毒的核酸（DNA或RNA），保護(hù)病毒核酸。20世紀(jì)50年代研究發(fā)現(xiàn)植物病毒具有交叉保護(hù)現(xiàn)象；20世紀(jì)70年代研究發(fā)現(xiàn)病毒外殼蛋白注入寄主體內(nèi)具有抑制病毒侵染作用。人們從中得到啟示：病毒外殼蛋白可能在病毒侵染中起重要作用。1986年Beachy研究小組首先將煙草花葉病毒（TMV）的外殼蛋白基因?qū)霟煵荩嘤隽丝筎MV的煙草植株。目前國內(nèi)外已有包括CMV在內(nèi)的30多種病毒的外殼蛋白基因被導(dǎo)入多種植物中，并獲得了對病毒的抗性。我國科研工作者成功地將CMV CP基因?qū)敕选⑽鞣?、甜椒、黃瓜等蔬菜作物，轉(zhuǎn)化的植株對CMV侵染表現(xiàn)出不同程度的抗性。
外殼蛋白介導(dǎo)抗性的作用機(jī)理可能有以下兩種情況：a.外殼蛋白包被理論。這是目前較為流行的理論。一種病毒感染植株后會復(fù)制產(chǎn)生大量外殼蛋白，使再次侵入的另一種病毒無法進(jìn)行脫殼或脫殼后核酸被另一種外殼蛋白包被，從而干擾第二種病毒的復(fù)制；b.病毒外殼基因的RNA參與干擾病毒的復(fù)制。
通過導(dǎo)入病毒CP基因獲得的抗病植株，抗性常表現(xiàn)以下特點(diǎn)：a.抗性能力與CP蛋白的表達(dá)量呈正相關(guān)；b.抗性與接種的病毒濃度有關(guān)，高濃度病毒接種能克服CP介導(dǎo)的抗性；c.抗性只對病毒粒子起作用，一般不抗裸露的病毒RNA的攻擊。
②CMV復(fù)制酶基因介導(dǎo)病毒抗性研究 植物抗病基因工程另一個重大進(jìn)展是利用病毒RNA復(fù)制酶基因的一部分轉(zhuǎn)化植物。非完整或非正常復(fù)制酶基因表達(dá)產(chǎn)物干擾了正常病毒的復(fù)制過程，導(dǎo)致病毒復(fù)制受到抑制和病毒基因非正常表達(dá)，使其無法繼續(xù)侵染和繁殖，這些是復(fù)制酶基因介導(dǎo)抗病性的主要原因。Anderson等將CMV Fny株系的RNA2內(nèi)部缺失94個核苷酸后利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)入煙草，獲得的轉(zhuǎn)基因植 株對CMV表現(xiàn)高度的抗病性。謝響明用缺失的復(fù)制酶基因通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化煙草和番茄品種，轉(zhuǎn)基因煙草、番茄對CMV表現(xiàn)較高的抗病性。利用病毒復(fù)制酶基因介導(dǎo)的抗性具有以下特點(diǎn)：a.對完整的病毒粒子和裸露的病毒RNA都具有高度的抗性；b.高濃度接種條件下抗性不變；c.抗病水平與基因整合的拷貝數(shù)無關(guān)；d.抗性持續(xù)時間長，而且對高溫不敏感；e.抗性具有較好的穩(wěn)定性和株系?；?。因而利用轉(zhuǎn)復(fù)制酶基因組分有望獲得高水平的抗CMV植株，其不足之處是抗性范圍過于狹窄。
③衛(wèi)星RNA介導(dǎo)病毒抗性研究 衛(wèi)星RNA是獨(dú)立于病毒基因組之外，依賴于其輔助復(fù)制的小分子RNA。一般認(rèn)為由衛(wèi)星RNA介導(dǎo)的抗病機(jī)制是衛(wèi)星RNA與病毒RNA競爭復(fù)制酶，從而干擾病毒基因組的復(fù)制，使表達(dá)衛(wèi)星RNA的轉(zhuǎn)基因植株抗病性得到提高。美籍印尼學(xué)者Kaper等在1976年首次發(fā)現(xiàn)CMV衛(wèi)星RNA。1986年，英國科學(xué)家Baulcombe把CMV的衛(wèi)星RNA轉(zhuǎn)成cDNA，再轉(zhuǎn)入煙草，第一次得到了抗CMV的轉(zhuǎn)基因植株，1989年我國學(xué)者吳世宣等也成功獲得了CMV衛(wèi)星RNA介導(dǎo)的抗CMV煙草。Harrison等（1987）將一個編碼CMV衛(wèi)星RNA的基因轉(zhuǎn)到了煙草植株基因組中，獲得抗CMV的轉(zhuǎn)基因植株。衛(wèi)星RNA介導(dǎo)抗性具有低水平衛(wèi)星RNA表達(dá)可起到抗病毒作用，不致于對植物產(chǎn)生危險的優(yōu)點(diǎn)，但是這種方法存在著一些缺陷：含有衛(wèi)星RNA的病毒種類少，大大限制了此法的應(yīng)用范圍；衛(wèi)星RNA有良性和惡性之分，惡性可加重病癥，而且良性與惡性衛(wèi)星RNA的DNA序列同源性較高，同時衛(wèi)星RNA突變率高，良性易轉(zhuǎn)化為惡性；另外，衛(wèi)星RNA轉(zhuǎn)化的植株只是作物生長晚期抗病。
④CMV MP介導(dǎo)抗性研究進(jìn)展 植物病毒侵染宿主植物后在體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式主要有兩種，一是通過植物維管組織進(jìn)行的系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，二是通過胞間連絲在細(xì)胞之間的移動。病毒在細(xì)胞間的移動是一個主動的過程，需要病毒編碼的蛋白參與，這種蛋白稱運(yùn)動蛋白（movement protein，MP）。運(yùn)動蛋白可與胞間連絲相互作用，促進(jìn)病毒在細(xì)胞間的轉(zhuǎn)移。如果能夠干擾或阻礙運(yùn)動蛋白與胞間連絲的結(jié)合，就可以阻止病毒在植物體內(nèi)的擴(kuò)散，將侵入植物體內(nèi)的病毒局限在最初的侵染部位，從而達(dá)到抗病毒的目的。為探討MP在促進(jìn)病毒通過胞間連絲轉(zhuǎn)移中所起的作用，Cooper等將TMV編碼的30kD的運(yùn)動蛋白（P30）完整編碼區(qū)及缺失了5′端的RNA結(jié)合區(qū)的突變基因?qū)霟煵?，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)完整P30基因的植株發(fā)病明顯快于對照植株，而轉(zhuǎn)缺失突變型P30基因的植株對病毒感染具很強(qiáng)的 抵抗作用。后來的一些研究也表明，只有缺陷型或異 源的MP才能介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因植株對病毒的抗性；而有功能的完整MP或者對病毒侵染不起作用，甚至提高寄主對病毒的敏感性。張振臣等將4種不同缺失類型的Fny-CMV，MP基因?qū)霟煵?，其中含有N端缺失501個核苷酸的K130基因片段的轉(zhuǎn)基因煙草，對CMV表現(xiàn)較好抗性。
關(guān)于其抗病機(jī)理，一般認(rèn)為轉(zhuǎn)基因植物缺失型MP和植物病毒正常的MP在寄主細(xì)胞的胞間連絲上有共同結(jié)合位點(diǎn)。轉(zhuǎn)基因植物中所表達(dá)的缺失型MP搶占了胞間連絲上的病毒MP的結(jié)合位點(diǎn)，病毒侵入植株后，正常的MP就失去了與胞間連絲結(jié)合的機(jī)會，從而阻礙了病毒在細(xì)胞間的移動。研究表明，MP基因介導(dǎo)的抗性具有廣譜性。MP轉(zhuǎn)基因植株不僅對MP基因來源病毒具有抗性，同時對其他一些病毒也具有抗性。如TMV部分缺失的MP基因轉(zhuǎn)基因煙草植株不僅對TMV產(chǎn)生抗性，對CMV、煙草脆裂病毒等也具有抗性。目前報道的MP基因介導(dǎo)抗病性的例子還不多，但隨著MP基因介導(dǎo)抗病性研究的深入，將有助于設(shè)計出更廣譜、更有效的抗病毒新策略。
2.5 運(yùn)用植物細(xì)胞工程技術(shù)結(jié)合理化誘變因子誘變篩選抗CMV突變體
植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展為在細(xì)胞水平上篩選抗病突變體提供了新的途徑。自從Carlson（1973）在煙草葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體和單細(xì)胞培養(yǎng)中，利用野火病毒誘變抗煙草野火病突變體以來，許多學(xué)者利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合理化誘變因子在許多作物上獲得了抗病突變體。王萬軍等利用60Co-γ射線照射花藥，經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)獲得抗黃瓜花葉病毒的突變體植株。陳廷俊采用組織培養(yǎng)、化學(xué)誘變與病理學(xué)方法相結(jié)合，初步建立了一個煙草抗CMV細(xì)胞突變系篩選系統(tǒng)，并從普通煙草良種Burley18中篩選到抗CMV細(xì)胞突變系。這些嘗試為創(chuàng)造抗CMV種質(zhì)資源提供了新的途徑。
3 小結(jié)和展望
①藥劑防治主要切斷傳播途徑，由于污染環(huán)境和產(chǎn)品、危及人的健康，在生產(chǎn)應(yīng)用上受到越來越多的限制。生物制劑、疫苗等由于其防治效果不穩(wěn)定、防效不明顯，應(yīng)用范圍也很難擴(kuò)大。
②由于自然界缺少CMV抗源，利用常規(guī)育種手段很難獲得真正的抗病新品種，育成的多是一些耐病品系，且由于常規(guī)育種的技術(shù)特點(diǎn)，育種需要的周期長，選擇效率低。
③基因工程技術(shù)由于具有可利用的基因資源豐富、育種周期短、抗性穩(wěn)定、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在抗病育種中受到了普遍關(guān)注。通過植物基因工程技術(shù)的應(yīng)用，基因資源的研究與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合，可望培育出新一代抗病新品種。目前通過基因轉(zhuǎn)化技術(shù)已獲得了一批對CMV具有較好抗性的轉(zhuǎn)基因植株，為生產(chǎn)上減輕CMV的危害起到了一定的作用。
④運(yùn)用植物細(xì)胞工程技術(shù)結(jié)合理化誘變因子誘變篩選抗CMV突變系，為短期、高效創(chuàng)造抗CMV突變系提供了有益的嘗試，但其預(yù)見性和成功率較差。
相信隨著生物技術(shù)的發(fā)展及其在抗病育種上的應(yīng)用，CMV在生產(chǎn)上的危害必將得到有效的遏制。
1 黃瓜花葉病毒（CMV）概述
1.1 CMV分類及危害
黃瓜花葉病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）屬雀麥花葉病毒科（Bromo viridae）黃瓜花葉病毒屬（Cu cumo virus）的典型成員。白Doolittle和Jagge分別報道CMV是黃瓜花葉病的病原以來，各國學(xué)者相繼報道了CMV的危害。近10多年來，CMV在一些國家和地區(qū)的許多作物上造成嚴(yán)重危害，如引起番茄的壞死、香蕉的花葉（心腐）、豆科植物的花葉、瓜類的花葉、西番蓮的死頂?shù)?。此外，許多過去被認(rèn)為是新的病毒，現(xiàn)已被證實(shí)為CMV新的株系。幾十年來，各國學(xué)者根據(jù)他們分離到的CMV的寄主范圍及癥狀表現(xiàn)得到許多株系或分離物，迄今，全世界已報道了100多個CMV株系（如Fny、Y、O、NT9、lx、Q）或分離物。
1.2 CMV微觀結(jié)構(gòu)及RNA組成
黃瓜花葉病毒為直徑約29nm的二十面體的小顆粒，顆粒分子量約為5.3×10E6，其中18%是RNA，82%是蛋白質(zhì)。CMV是單鏈RNA病毒，屬三分體基因組，包括4個RNA片段，即RNA1～4，其分子量分別為1.01×10E6、0.89×10E6、0.68×10E6、0.33×10E6。RNA1～3的長度分別為3.3×10E3b、3.2×10E3b、2.2×10E3b。RNA1和RNA2分別編碼111×10E3D和97×10E3D2個蛋白，RNA3含編碼3a蛋白基因和外殼蛋白（CP）基因，編碼一個移動蛋白（即3a蛋白，30×10E3D）和一個外殼蛋白（24×10E3D）。1976年美國農(nóng)業(yè)部研究中心的Kaper等發(fā)現(xiàn)，有些CMV中除含有病毒本身的4段RNA外，還有一種分子量更小的RNA5（1×10E5），稱為衛(wèi)星RNA5。研究發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星RNA不能獨(dú)立侵染和復(fù)制，完全依賴于CMV的輔助作用，但衛(wèi)星RNA能干擾CMV復(fù)制，降低CMV濃度。
2 黃瓜花葉病毒防治策略研究進(jìn)展
2.1 藥劑防治
由于植物病毒對植物細(xì)胞的絕對寄生性，病毒復(fù)制所需要的物質(zhì)、能量、場所等完全由寄主提供，而且植物沒有動物那樣完整的免疫代謝系統(tǒng)，給高選擇性的化學(xué)抗病毒制劑的研究與開發(fā)以及植物病毒病的防治帶來很大的困難，至今尚無有效的抗病毒治療劑。
黃瓜病毒病的發(fā)生與蚜蟲的發(fā)生情況密切相關(guān)。蚜蟲是CMV傳播的主要媒介，一般蚜蟲密度高，CMV的發(fā)病率也高，蚜蟲密度低，CMV的發(fā)病率也低。特別是高溫干旱天氣可促進(jìn)蚜蟲的繁殖和傳毒。因此利用藥劑殺死蚜蟲，可有效切斷傳播途徑，達(dá)到防治CMV的目的。但目前生產(chǎn)上使用的防治蚜蟲的藥劑多數(shù)是劇毒農(nóng)藥，如氧化樂果、甲胺磷等，一些生物農(nóng)藥防治效果不很理想。因此，通過使用農(nóng)藥防治蚜蟲不僅污染環(huán)境，而且提高農(nóng)業(yè)成本投入和降低產(chǎn)品質(zhì)量安全系數(shù)。
2.2 黃瓜花葉病毒疫苗的研制
田波等把CMV基因組RNA和衛(wèi)星RNA按1∶1的比例混合，接種到多種植物上，選取無致病力的分離物，組建成CMV生物防治制劑（疫苗）S51、S52，該制劑可使青椒和番茄病情指數(shù)降低50%左右，果實(shí)增產(chǎn)30%左右。此外，它還具有促進(jìn)果實(shí)早熟和降低真菌病害危害的作用，在生產(chǎn)上曾有一定應(yīng)用面積。疫苗的應(yīng)用雖具有無公害的優(yōu)點(diǎn)，但其防治效果不夠穩(wěn)定，易受環(huán)境條件影響。
2.3 篩選具有抗CMV基因的種質(zhì)資源，選育抗病新品種
對現(xiàn)有的栽培種和野生種進(jìn)行接種鑒定，篩選具有抗（耐）CMV的種質(zhì)資源，運(yùn)用雜交育種和系統(tǒng)選育的方法選育獲得了一些抗（耐）CMV的煙草、番茄、辣椒新品種和品系。這種方法育種周期長，效率低，且許多重要的經(jīng)濟(jì)植物目前尚未找到抗CMV基因，篩選獲得的新品種和品系多數(shù)對CMV耐病程度不同，而不是真正的抗病，在缺少抗源的情況下，通過這種方法很難選育出抗病新品種。
2.4 利用基因工程技術(shù)，創(chuàng)造新的抗CMV種質(zhì)資源
目前植物抗病毒基因工程主要包括3個領(lǐng)域，第1個領(lǐng)域是利用病毒本身的基因?qū)胧荏w植物，獲得抗性植株，所獲得的抗性也稱病原起源的抗性（pathogen-derived resistance）。這一領(lǐng)域的研究較多，已育成了不少抗性品種；第2、3個領(lǐng)域是分別利用植物中自然存在的抗性基因和植物、微生物的核糖體失活蛋白（RIPs）基因，獲得抗病毒植物。第1個領(lǐng)域又包括利用病毒外殼蛋白（coat rotein，CP）基因、病毒復(fù)制酶（replicase）基因、病毒運(yùn)動蛋白（movement pro tein，MP）基因、病毒反義RNA（antisense RNA）、核酶（ribozyme）基因、病毒衛(wèi)星RNA（satellite RNA）等方法介導(dǎo)病毒抗性。目前在抗CMV轉(zhuǎn)基因中利用較多的是CMV CP基因、CMV復(fù)制酶基因、CMV衛(wèi)星RNA、CMV MP基因介導(dǎo)抗性。
①CMV CP基因介導(dǎo)病毒抗性研究 導(dǎo)入CMV CP基因是目前介導(dǎo)CMV抗性較為成功的一種方法。外殼蛋白是形成病毒顆粒的結(jié)構(gòu)蛋白，其功能是包裹病毒的核酸（DNA或RNA），保護(hù)病毒核酸。20世紀(jì)50年代研究發(fā)現(xiàn)植物病毒具有交叉保護(hù)現(xiàn)象；20世紀(jì)70年代研究發(fā)現(xiàn)病毒外殼蛋白注入寄主體內(nèi)具有抑制病毒侵染作用。人們從中得到啟示：病毒外殼蛋白可能在病毒侵染中起重要作用。1986年Beachy研究小組首先將煙草花葉病毒（TMV）的外殼蛋白基因?qū)霟煵荩嘤隽丝筎MV的煙草植株。目前國內(nèi)外已有包括CMV在內(nèi)的30多種病毒的外殼蛋白基因被導(dǎo)入多種植物中，并獲得了對病毒的抗性。我國科研工作者成功地將CMV CP基因?qū)敕选⑽鞣?、甜椒、黃瓜等蔬菜作物，轉(zhuǎn)化的植株對CMV侵染表現(xiàn)出不同程度的抗性。
外殼蛋白介導(dǎo)抗性的作用機(jī)理可能有以下兩種情況：a.外殼蛋白包被理論。這是目前較為流行的理論。一種病毒感染植株后會復(fù)制產(chǎn)生大量外殼蛋白，使再次侵入的另一種病毒無法進(jìn)行脫殼或脫殼后核酸被另一種外殼蛋白包被，從而干擾第二種病毒的復(fù)制；b.病毒外殼基因的RNA參與干擾病毒的復(fù)制。
通過導(dǎo)入病毒CP基因獲得的抗病植株，抗性常表現(xiàn)以下特點(diǎn)：a.抗性能力與CP蛋白的表達(dá)量呈正相關(guān)；b.抗性與接種的病毒濃度有關(guān)，高濃度病毒接種能克服CP介導(dǎo)的抗性；c.抗性只對病毒粒子起作用，一般不抗裸露的病毒RNA的攻擊。
②CMV復(fù)制酶基因介導(dǎo)病毒抗性研究 植物抗病基因工程另一個重大進(jìn)展是利用病毒RNA復(fù)制酶基因的一部分轉(zhuǎn)化植物。非完整或非正常復(fù)制酶基因表達(dá)產(chǎn)物干擾了正常病毒的復(fù)制過程，導(dǎo)致病毒復(fù)制受到抑制和病毒基因非正常表達(dá)，使其無法繼續(xù)侵染和繁殖，這些是復(fù)制酶基因介導(dǎo)抗病性的主要原因。Anderson等將CMV Fny株系的RNA2內(nèi)部缺失94個核苷酸后利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)入煙草，獲得的轉(zhuǎn)基因植 株對CMV表現(xiàn)高度的抗病性。謝響明用缺失的復(fù)制酶基因通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化煙草和番茄品種，轉(zhuǎn)基因煙草、番茄對CMV表現(xiàn)較高的抗病性。利用病毒復(fù)制酶基因介導(dǎo)的抗性具有以下特點(diǎn)：a.對完整的病毒粒子和裸露的病毒RNA都具有高度的抗性；b.高濃度接種條件下抗性不變；c.抗病水平與基因整合的拷貝數(shù)無關(guān)；d.抗性持續(xù)時間長，而且對高溫不敏感；e.抗性具有較好的穩(wěn)定性和株系?；?。因而利用轉(zhuǎn)復(fù)制酶基因組分有望獲得高水平的抗CMV植株，其不足之處是抗性范圍過于狹窄。
③衛(wèi)星RNA介導(dǎo)病毒抗性研究 衛(wèi)星RNA是獨(dú)立于病毒基因組之外，依賴于其輔助復(fù)制的小分子RNA。一般認(rèn)為由衛(wèi)星RNA介導(dǎo)的抗病機(jī)制是衛(wèi)星RNA與病毒RNA競爭復(fù)制酶，從而干擾病毒基因組的復(fù)制，使表達(dá)衛(wèi)星RNA的轉(zhuǎn)基因植株抗病性得到提高。美籍印尼學(xué)者Kaper等在1976年首次發(fā)現(xiàn)CMV衛(wèi)星RNA。1986年，英國科學(xué)家Baulcombe把CMV的衛(wèi)星RNA轉(zhuǎn)成cDNA，再轉(zhuǎn)入煙草，第一次得到了抗CMV的轉(zhuǎn)基因植株，1989年我國學(xué)者吳世宣等也成功獲得了CMV衛(wèi)星RNA介導(dǎo)的抗CMV煙草。Harrison等（1987）將一個編碼CMV衛(wèi)星RNA的基因轉(zhuǎn)到了煙草植株基因組中，獲得抗CMV的轉(zhuǎn)基因植株。衛(wèi)星RNA介導(dǎo)抗性具有低水平衛(wèi)星RNA表達(dá)可起到抗病毒作用，不致于對植物產(chǎn)生危險的優(yōu)點(diǎn)，但是這種方法存在著一些缺陷：含有衛(wèi)星RNA的病毒種類少，大大限制了此法的應(yīng)用范圍；衛(wèi)星RNA有良性和惡性之分，惡性可加重病癥，而且良性與惡性衛(wèi)星RNA的DNA序列同源性較高，同時衛(wèi)星RNA突變率高，良性易轉(zhuǎn)化為惡性；另外，衛(wèi)星RNA轉(zhuǎn)化的植株只是作物生長晚期抗病。
④CMV MP介導(dǎo)抗性研究進(jìn)展 植物病毒侵染宿主植物后在體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式主要有兩種，一是通過植物維管組織進(jìn)行的系統(tǒng)轉(zhuǎn)移，二是通過胞間連絲在細(xì)胞之間的移動。病毒在細(xì)胞間的移動是一個主動的過程，需要病毒編碼的蛋白參與，這種蛋白稱運(yùn)動蛋白（movement protein，MP）。運(yùn)動蛋白可與胞間連絲相互作用，促進(jìn)病毒在細(xì)胞間的轉(zhuǎn)移。如果能夠干擾或阻礙運(yùn)動蛋白與胞間連絲的結(jié)合，就可以阻止病毒在植物體內(nèi)的擴(kuò)散，將侵入植物體內(nèi)的病毒局限在最初的侵染部位，從而達(dá)到抗病毒的目的。為探討MP在促進(jìn)病毒通過胞間連絲轉(zhuǎn)移中所起的作用，Cooper等將TMV編碼的30kD的運(yùn)動蛋白（P30）完整編碼區(qū)及缺失了5′端的RNA結(jié)合區(qū)的突變基因?qū)霟煵?，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)完整P30基因的植株發(fā)病明顯快于對照植株，而轉(zhuǎn)缺失突變型P30基因的植株對病毒感染具很強(qiáng)的 抵抗作用。后來的一些研究也表明，只有缺陷型或異 源的MP才能介導(dǎo)轉(zhuǎn)基因植株對病毒的抗性；而有功能的完整MP或者對病毒侵染不起作用，甚至提高寄主對病毒的敏感性。張振臣等將4種不同缺失類型的Fny-CMV，MP基因?qū)霟煵?，其中含有N端缺失501個核苷酸的K130基因片段的轉(zhuǎn)基因煙草，對CMV表現(xiàn)較好抗性。
關(guān)于其抗病機(jī)理，一般認(rèn)為轉(zhuǎn)基因植物缺失型MP和植物病毒正常的MP在寄主細(xì)胞的胞間連絲上有共同結(jié)合位點(diǎn)。轉(zhuǎn)基因植物中所表達(dá)的缺失型MP搶占了胞間連絲上的病毒MP的結(jié)合位點(diǎn)，病毒侵入植株后，正常的MP就失去了與胞間連絲結(jié)合的機(jī)會，從而阻礙了病毒在細(xì)胞間的移動。研究表明，MP基因介導(dǎo)的抗性具有廣譜性。MP轉(zhuǎn)基因植株不僅對MP基因來源病毒具有抗性，同時對其他一些病毒也具有抗性。如TMV部分缺失的MP基因轉(zhuǎn)基因煙草植株不僅對TMV產(chǎn)生抗性，對CMV、煙草脆裂病毒等也具有抗性。目前報道的MP基因介導(dǎo)抗病性的例子還不多，但隨著MP基因介導(dǎo)抗病性研究的深入，將有助于設(shè)計出更廣譜、更有效的抗病毒新策略。
2.5 運(yùn)用植物細(xì)胞工程技術(shù)結(jié)合理化誘變因子誘變篩選抗CMV突變體
植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展為在細(xì)胞水平上篩選抗病突變體提供了新的途徑。自從Carlson（1973）在煙草葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體和單細(xì)胞培養(yǎng)中，利用野火病毒誘變抗煙草野火病突變體以來，許多學(xué)者利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)結(jié)合理化誘變因子在許多作物上獲得了抗病突變體。王萬軍等利用60Co-γ射線照射花藥，經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)獲得抗黃瓜花葉病毒的突變體植株。陳廷俊采用組織培養(yǎng)、化學(xué)誘變與病理學(xué)方法相結(jié)合，初步建立了一個煙草抗CMV細(xì)胞突變系篩選系統(tǒng)，并從普通煙草良種Burley18中篩選到抗CMV細(xì)胞突變系。這些嘗試為創(chuàng)造抗CMV種質(zhì)資源提供了新的途徑。
3 小結(jié)和展望
①藥劑防治主要切斷傳播途徑，由于污染環(huán)境和產(chǎn)品、危及人的健康，在生產(chǎn)應(yīng)用上受到越來越多的限制。生物制劑、疫苗等由于其防治效果不穩(wěn)定、防效不明顯，應(yīng)用范圍也很難擴(kuò)大。
②由于自然界缺少CMV抗源，利用常規(guī)育種手段很難獲得真正的抗病新品種，育成的多是一些耐病品系，且由于常規(guī)育種的技術(shù)特點(diǎn)，育種需要的周期長，選擇效率低。
③基因工程技術(shù)由于具有可利用的基因資源豐富、育種周期短、抗性穩(wěn)定、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，在抗病育種中受到了普遍關(guān)注。通過植物基因工程技術(shù)的應(yīng)用，基因資源的研究與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合，可望培育出新一代抗病新品種。目前通過基因轉(zhuǎn)化技術(shù)已獲得了一批對CMV具有較好抗性的轉(zhuǎn)基因植株，為生產(chǎn)上減輕CMV的危害起到了一定的作用。
④運(yùn)用植物細(xì)胞工程技術(shù)結(jié)合理化誘變因子誘變篩選抗CMV突變系，為短期、高效創(chuàng)造抗CMV突變系提供了有益的嘗試，但其預(yù)見性和成功率較差。
相信隨著生物技術(shù)的發(fā)展及其在抗病育種上的應(yīng)用，CMV在生產(chǎn)上的危害必將得到有效的遏制。
