辣椒（ Capsicum spp. ） 属于茄科（ Solanaceae） 辣椒属（ Capsicum） 作物，是我国第二大蔬菜作物。近年来，病害的流行成为限制辣椒生产的主要因素[1]
.黄瓜花叶病毒（ Cucumber mosaic virus,CMV）可引起严重的系统症状，导致叶片黄化、扭曲变形、严重花叶，损害果实的商品性状[2 -6].黄瓜花叶病毒病一般能导致辣椒减产 20%~ 30%,严重时可达50%~ 60% ,个别地区甚至绝收，是辣椒最严重的病害之一[7].我国辣椒生产中 CMV 检出率最高，是辣椒抗病育种的主攻目标[8].传统育种方法耗时长，品种更替远远落后于病毒株系的变异。分子标记辅 助 选 择 （ Molecular marker-assisted selection,MAS） 育种可有效地克服传统育种的缺陷，加速育种进程。目前，还未有可用于抗 CMV 辅助选择育种的分子标记，辣椒基因组数据的公布为抗 CMV 研究提供了一个新的契机。所以本研究就国内外辣椒抗CMV 的研究进行了总结，提出存在问题和发展方向，为今后辣椒抗 CMV 的研究提供一定的理论参考。

　　1 黄瓜花叶病毒简介

　　1. 1 黄瓜花叶病毒基因组

　　1916 年，Doolittle 和 Jagger 分别[9 -10]在密歇根和纽约的黄瓜上发现一种病毒，即为黄瓜花叶病毒（ CMV） .CMV 为雀麦花叶病毒科（ Bromoviridae） 黄瓜花叶病毒属（ Cucumovirus） 的典型成员。CMV 为3 分体病毒，由 3 个直径约为 28 nm 的球形粒子组成。基因组由 3 条基因组 （ RNA1: ~ 3 350 bp、RNA2: ~ 3 050 bp、RNA3: ~ 2 200 bp） 和分别位于RNA2 和 RNA3 的 3‘端的 2 条亚基因组（ RNA4A: ~689 bp 和 RNA4: ~ 1 031 bp） 组成，共 5 个开放阅读框（ Open reading frames,ORFs）[11 -12].RNA1 编码的 1a 蛋白为病毒复制酶； RNA2 编码的 2a 蛋白为病毒聚合酶； RNA4A 翻译产生 2b 蛋白，能够影响病毒的系统性侵染并抑制病毒介导的基因沉默[13 -14];RNA3 的 5’端 ORF 编码的 3a 蛋白为运动蛋白； 3‘端的 RNA4 编码的蛋白为病毒外壳蛋白[15 -17].根据病毒生物学、血清学和分子特性，CMV 的分离物可分为 2 个亚组（ Ⅰ 和Ⅱ ） ,其中亚组Ⅰ 进一步分为Ⅰ A 和Ⅰ B.亚组Ⅰ 和Ⅱ 的核酸序列同源性为69%~ 77% ,Ⅰ A 和Ⅰ B 的序列同源性达到 95% 以上[18].

　　1. 2 黄瓜花叶病毒株系划分

　　国内外对 CMV 株系鉴定和划分的基本方法为采集不同种属植物上的 CMV 分离物接种在不同种属的鉴别寄主上，根据症状来划分株系[19 -23].这种划分方法不能反映病毒致病基因与寄主抗病基因间的对应关系，在抗病育种上意义不大[24].也有研究人员提出基因株系的概念，希望把 CMV 毒力和抗病性联系在一起，为生产上的抗病育种提供有力的理论依据[25].但是 CMV 与品种之间基因对基因的关系并未确定，品种抗性与 CMV 毒力的一一对应关系也并不清楚[26 -27].由于 CMV 株系划分没有统一的标准，建立一套通用的品系鉴定寄主谱是深入研究CMV 株系划分的前提。所以 1987 - 1988 年我国辣（ 甜） 椒专题组专门建立了一套适用于辣椒抗 CMV育种需要的 CMV 鉴别寄主谱[26].采用这套鉴别寄主谱，将全国搜集到的 20 个辣椒 CMV 主导分离物，划分为 6 个株系，分别为轻症系（ ProM） 、环斑系（ PRi） 、斑驳系（ PoM） 、蕨叶系（ PF） 、坏死系（ PN） 和黄斑系（ PyM）[28].

　　2 黄瓜花叶病毒病的危害与症状

　　温带为 CMV 的主要分布地区，热带地区呈现逐年加重的趋势[29].目前为止，CMV 的寄主范围超过 100 个科 1 200 种植物，对多种蔬菜作物和观赏植物的危害尤为严重[30 -31].CMV 主要是通过多种蚜虫以非持续方式传播，部分植物可种子传毒[18].

　　广泛的寄主范围，蚜虫传毒和作物品种更替频率小等原 因 使 得 CMV 可 周 年 存 活，导 致 其 难 以 防治[3,31].我国辣椒主产区 CMV 检测率很高，北京、陕西、湖广以及江浙地区的检出率均在 50% 以上[4,21,23,32].

　　CMV 侵染辣椒后表现为渐进的发病过程。发病早期幼嫩的叶片基部黄化，然后黄化症状逐渐扩展到整个叶片； 随后新生叶片表现出明显的花叶； 随着植株发育，叶片出现严重皱缩，植株矮化，叶色表现为无光泽的深绿色[4,21,23,30,32.辣椒感染 CMV 症状的严重程度取决于感染时的株龄，一般幼苗期感染 CMV 会造成秃顶、矮化并减产，严重时可造成绝收； 而成株感染 CMV 后的症状相对较轻[2,33].

　　3 辣椒对黄瓜花叶病毒病的抗性鉴定

　　抗病性鉴定是抗病材料筛选、抗性遗传规律研究和抗病品种选育的基础，其关键在于能够准确反映材料的抗性水平。辣椒抗 CMV 鉴定大多采用人工接种鉴定的方法，基本步骤包括接种液的制备，选择合适苗龄的接种植株，选择接种方法及植株抗性鉴定。

　　3. 1 接种液的制备

　　接种液的制备基本是沿用 1967 年 Marrou[34]发明的方法，不同试验中有少量改进。取纯化后的CMV 毒源在枯斑三生烟 （ Nicotiana tabaccum CVSSamun NN） 上繁殖，人工接种，接种后 12 ~ 15 d 采收病叶。每 1 g 病叶加入 5 mL 0. 03 mol/L 的磷酸缓冲液（ Na2HPO4含有 0. 2% 的二乙基二硫代氨基甲酸钠） 冰浴匀浆，双层纱布过滤或 3 500 r/min 离心 15min,其滤液或上清液即为接种液[35].

　　3. 2 接种植株苗龄的选择

　　辣椒感染 CMV 症状的严重程度取决于感染时的苗龄，因此，合适的接种苗龄对于抗性鉴定非常关键。接 种 苗 龄 一 般 包 括 子 叶 期[6,36]、1 ~ 2 叶期[2,4,37 -38]、3 ~ 4 叶 期[33,35,39 -45]和 5 ~ 6 叶期[7,46 -53].综上所述，国外研究中，接种时期在子叶期 ~6 叶期均有分布； 国内研究中，接种时期则主要是集中在 3 ~ 4 叶期和 5 ~ 6 叶期。相关研究认为，接种苗龄过小（ 子叶期和 1 ~2 叶期） ,抗性鉴定材料的病情指数增大； 接种苗龄过大（ 7 ~ 8 叶期） ,抗性鉴定材料的病情指数降低； 3 ~6 叶期为最为合适的 接 种 时 期，可 以 准 确 反 映 材 料 的 抗 性 水平[54 -55].

　　辣椒属的多个种对 CMV 的抗性属于成株抗性，苗期人工接种鉴定难以发现其抗病性，而成株接种又比较困难，所以必须改变常规的苗期接种法而采用打顶接种法。打顶接种是指幼苗 5 叶期摘除生长点，留 4 叶，4 d 后人工摩擦接种第 3 叶。随后调查第 3 叶和第 4 叶叶腋处侧枝的发病情况。根据侧枝的发病情况来判断植株的抗病性，使材料的成株抗性得以表现，从而提高人工接种鉴定对 CMV 抗性的准确度[54,56].

　　3. 3 接种方法的选择

　　CMV 人工接种方法包括手指摩擦接种、磨砂玻匙接种、喷枪接种和病毒汁液浸沾接种[35].前 3 种方法在接种前需在叶表喷撒一薄层（ 直径大约为23 μm） 的金刚砂，接种 30 min 后将多余的接种物清洗掉。手指摩擦接种和磨砂玻匙接种容易操作，但是接种不均匀。在辣椒抗 CMV 遗传规律研究，抗性材料筛选和抗病育种中使用最多的为手指摩擦接种法[2,4 -7,33,36 -37,49,57].喷枪接种所用的喷枪为油漆喷枪，接种时喷枪距幼苗 2 cm 左右，空气压缩机的工作压力为2. 1 ~2. 5 kg/cm2,喷枪接种适用于大量材料的抗性鉴定。在我国该种方法在辣椒抗 CMV 材料筛选中有部分应用[35,39,54].病毒汁液浸根法是指将幼苗根部的泥土洗净，浸入接种液中，该方法的接种效果最好，但是工作量大，不易操作，使用不多[35].

　　3. 4 植株抗性鉴定标准

　　辣椒对 CMV 的抗性主要是依据病害分级标准进行划分。病害分级标准主要有 3 级、5 级和 9 级分类标准。3 级分类是根据叶片花叶和皱缩程度划分。0 级： 无症状； 1 级： 轻微花叶，无皱缩； 2 级： 严重花叶，轻微皱缩； 3 级： 重花叶，严重皱缩[2].5 级分类是根据发病的严重程度划分： 0 级： 无症状；1 级： 有局部坏死病斑或轻度失绿，无系统侵染；2 级： 有轻度到中度的杂斑或花叶，无明显的叶片受损； 3 级： 有中度到严重的花叶和明显的叶片畸形；4 级： 有严重花叶，并且叶片明显萎蔫畸形； 5 级： 花叶非常严重并且叶片明显畸形和黄化萎蔫[38].

　　9 级分类是我国“八五”辣椒抗病育种攻关组制定的分级标准[28],0 级： 无任何症状； 1 级： 心叶明脉或接种叶急性小枯斑； 3 级： 系统花叶或茎上产生坏死斑点； 5 级： 系统重花叶、畸形或茎上产生坏死条斑；7 级： 多数叶片畸形、蕨叶、植株矮化或茎、枝和叶脉系统坏死； 9 级： 植株严重矮化，停止生长或严重系统坏死，至全株死亡[8].该分级标准在辣椒抗 CMV材料筛选、遗传规律分析及抗性育种中被广泛采用[33,42,45,55,58].此外，根据不同指标还有其他的一些分级标准。

　　根据植株局部病斑数目划分病害等级： 植株局部病斑数目为0 ~ >100 个，1 级为0 ~5 个； 2 级为6 ~20个； 3 级为 21 ~ 50; 4 级为 50 个以上[47].根据ELISA 检出的感病百分比制定分级标准： 免疫 （ I），检出率为 0; 抗病（ R） ,检出率为 0. 1%~ 10%; 中抗（ MR） ,检出率为 10. 1%~30%; 中感（ MS） ,30. 1%~50% ; 感病（ S） ,50. 1%~ 100%[6,59].

　　4 辣椒抗 CMV 种质资源现状及抗性机制分析

　　4. 1 辣椒抗 CMV 种质资源现状

　　种质资源是作物遗传育种的物质基础，也是抗病育种的重要前提。世界上三大辣椒种质资源库分别为： 世界蔬菜中心（ 原名亚洲蔬菜研究与发展中心，AVRDC） 是世界上最大的辣椒种质资源库，包括11 个辣椒种共 8 665 份材料，占全球辣椒种质资源的 11%[60]; 美国种质资源信息网（ Germplasm re-sources information network,GRIN） 上显示美国的国家植物种质中心辣椒种质资源为 3 411 份 ;哥斯达黎加的热带农艺研究和教学中心（ Tropicalagricultural research and higher education center,CAT-IE） ,收集的辣椒种质包括 7 个辣椒种 .

　　至今为止未发现一份辣椒材料对 CMV 有完全的抗性，但是一些栽培辣椒的野生品系和近缘野生种对 CMV 具有部分抗性。1994 年亚蔬中心发表了一份辣椒抗病毒病种质资源目录，其中抗 CMV 的材料 165 份，耐 CMV 的材料 46 份，广泛分布在辣椒属的 5 个栽培种，1 个野生种和多个变种中[61].其中，一年生辣椒（ Capsicum annuum L. ） 中抗 CMV 的种质 113 份，耐 CMV 的 41 份； 野生种灌木状辣椒（ Capsicum frutescens L. ） 中抗 CMV 的种质 29 份，耐CMV 的 13 份[61 -62].

　　随后，科研人员在辣椒抗 CMV 研究和育种中又发现了一些新的抗源材料，包括一年生辣椒（ C. an-nuum） 、灌木状辣椒（ C. frutescens） 和草莓椒（ C. bac-catum） ,具体信息见表 1.

　　我国辣椒经过各地几百年的栽培、驯化和选择，其后代在不同生态条件下，形成了形态各异的辣椒种质资源。按 2003 年统计，进入国家种质资源库的辣椒种质已达 2 119 份。“七五”和“八五”计划期间，我国科研人员对 3 000 余份次辣椒种质及新组合进行了疫病、TMV 和 CMV 这两种病害的抗性鉴定，筛选出一批单抗和多抗的优质种质[8].随后，我国不断加强辣椒抗 CMV 的种质鉴定工作，取得了一定成效（ 表 2） .

　　综上所述，国际上抗 CMV 的辣椒种质主要是一年生辣椒和灌木状辣椒 2 个种，用于抗性研究的材料比较单一。国内研究来看，962 份鉴定材料中，免疫和高抗材料分别为 5 份和 2 份，分别占总数的0. 5% 和 0. 2% .以上结果说明，无论是国际上还是国内，辣椒免疫和高抗 CMV 的种质资源十分稀缺，继续发现、鉴定和创造更多新的种质资源仍然是抗CMV 研究的重点。

　　4. 2 辣椒抗 CMV 机制分析

　　抗性机制主要是针对病毒和寄主间互作的研究，抗性机制的明确是更好地利用抗性材料的基础。

　　目前认为辣椒对 CMV 抗性或耐性机制主要有 3 种。

　　抑制病毒侵入寄主细胞： 研究表明，接种 CMV 后抗性材料 Perennial 叶表病斑数目明显少于感病材料Yolo Wonder[47,68]; 抑制病毒的繁殖： 接种 CMV 后，Perennial 中 CMV 病毒繁殖速率远低于感病材料Yolo Wonder 和另一抗病材料 Vania[69]; 抑制病毒的移动： Dufour 等[56]发现，感病材料 Yolo Wonder 接种2 d 后 CMV 从接种叶片迁移至叶柄，3 d 后出现系统症状； 抗病材料 Milord 和 Vania 接种 5 d 后 CMV从接种叶片迁移至叶柄，未出现系统症状。Nono-Womdim 等[56,69]研究发现与感病材料 Yolo Wonder相比，CMV 在抗性材料 Milord 和 Vania 中的传播延迟 4 ~6 周，同时 CMV 发生率和感染率显着偏低。

　　以上结果可以看出，不同抗性材料具有不同的抗性机制，而同一材料可能同时具有 2 种或 2 种以上的抗性机制。5 辣椒抗 CMV 遗传规律分析。

　　辣椒对 CMV 抗性遗传规律分析是利用抗性基因提高栽培品种抗性的前提，国内外对此均有较多的研究。国际上辣椒抗 CMV 遗传规律主要有 3 个观点。较早的科研结果显示辣椒对 CMV 的抗性由单基因控制，表现为隐性遗传[70 -72]; 最近 Kang 等[6]研究认为，C. annuum vs. Bukang 对 CMV 的抗性由单基因控制，表现为显性遗传。Pochard 等[73]认为，辣椒材料Rama对 CMV 的抗性是由具有数量效应的显性基因 Riv 控制。随后很多研究证实辣椒对 CMV 的抗性为多基因控制，表现为部分显性遗传[2,33,37,47,63].

　　相对来说，国内对辣椒抗 CMV 遗传规律研究结果基本一致： 辣椒抗 CMV 遗传符合“加性-显性”模式且加性效应更为重要； 抗性遗传为不完全显性遗传； 抗性表现为数量性状，由多基因控制； 其广义遗传力和狭义遗传力均较高。研究内容的详细信息见表 3.

　　6 辣椒抗 CMV 相关 QTL 定位及连锁标记分析

　　6. 1 辣椒抗 CMV 相关 QTL 定位

　　国内外多数研究认为辣椒抗 CMV 为数量性状，同时定位到多个抗 CMV 相关 QTL 位点。QTL 分析显示： 主效 QTL 较少，大部分为微效 QTL; QTL 间存在位点间互作效应； 与之连锁的分子标记遗传距离较大，以目前的研究水平辣椒抗 CMV 育种中无法充分利用这些标记。相关结果列于表 3.

　　6. 2 辣椒抗 CMV 相关基因的连锁标记分析

　　辣椒抗 CMV 连锁标记的研究较少，相关报道只有 2 例。吴小丽[7]利用抗 CMV 材料 VC16a 和感病材料 SS69 杂交得到的 F2群体，筛选到 1 个 ISSR 标记 I-34 与辣椒抗 CMV 位点连锁，遗传距离 为27. 3 cM.Kang 等[6]将 C. annuum vs. Bukang 中的抗性基因命名为 Cmr1,利用同源序列比对和 BAC库筛选等方法开发出 3 个与之连锁的 SNP 标记，分别为 CaTm-int3HRM、CaT1616BAC 和240H02sp6,遗传距离为 2 cM.目前，在辣椒抗 CMV 育种上还未有可用于辅助育种的分子标记。

　　7 辣椒抗 CMV 研究存在的问题和发展方向

　　辣椒抗 CMV 研究做了大量工作，取得了一定的进展，但是未有突破性进展，说明之前研究存在一些问题，需要我们采取相应措施逐步解决，总结如下：免疫和高抗 CMV 资源的匮乏。综述中可以看出辣椒免疫和高抗 CMV 的种质资源十分稀缺，导致辣椒抗 CMV 育种后继乏力。种质资源的发现、鉴定和改良创新仍是当前辣椒抗 CMV 工作的重点。采集、鉴定和利用野生辣椒种种质资源，采用种间杂交等技术创建种间杂种，拓宽辣椒遗传背景，是获得高抗CMV 种质资源的有效方法。抗源材料抗性机制和遗传规律的不确定性。

　　CMV 不同的分离物、病毒菌株的差异和病毒的重组变异均可以导致不同抗源材料中呈现出多种抗性机制和不同的遗传规律[76].辣椒抗 CMV 机制的研究局限于发病时期和病毒数量等表型分析，还未在分子水平上阐明抗源材料的抗性机制。应用经典遗传学方法只能对抗性遗传规律的整体进行评估，不能解析单基因遗传效应。这就要求加深病毒和寄主间的互作研究，在分子水平上明确抗性机制和抗性遗传规律，更好地利用抗源材料。分子标记匮乏。目前辣椒抗 CMV 分子遗传研究应用的标记多为 RFLP、RAPD 和 SSR 等标记。由于辣椒的遗传基础狭窄，亲本间的多态性标记少，在所应用的分析群体中，这些标记都没有均匀覆盖整个基因组。据此推测，应用亲缘关系较远的组合或应用新类型标记，如 Indel 和 SNP 等标记，将可能在空白区段发现新的抗性位点。辣椒基因组信息的公布[77],为 SNP 和 Indel 标记的开发和应用提供了可能，可有效解决辣椒分子标记匮乏这一问题。

　　基因定位效率低。辣椒基因组序列未公布之前，辣椒相关基因定位主要是采用图位克隆和分离群体混合分析法（ Bulked segregation analysis,BSA）等传统基因定位方法，需要开发出大量的分子标记用于构建遗传图谱，工作量大，精度不高。辣椒基因组数据的公布不仅可以大规模的开发序列特异性分子标记，为分子标记辅助育种提供条件，而且为应用基于基因组数据而产生的基因定位技术奠定了必要条件[78,79].Abe[80]提出的 MutMap 方法和 QTL-Seq原理类似，都是对分离群体中特定表型植株的 DNA混池后进行重测序，但是 MutMap 主要是针对突变体的突变基因，QTL-Seq 则可对数量性状进行分析，通过分析重测序数据单核苷酸突变（ SNPs） 进行目的基因的定位。2 种方法具有工作量小，效率高，精度高等优点，是新一代基因定位技术。所以，辣椒抗CMV 研究中要充分利用辣椒基因组数据和新一代基因定位技术，提高辣椒抗 CMV 基因定位效率。

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