《甄嬛传》里提到的这种植物，正在一步步走向灭亡

来源丨科学大院（ID：kexuedayuan）
作者丨李庭
“木薯粉事件”是《甄嬛传》里的经典桥段：


温宜：
注意注意！木薯粉食用不当会造成不适，而木薯食用不当很容易中毒致死。
不过，别一听说“木薯”就想到“中毒”，它可是人类历史上的“功勋植物”，在非洲、美洲和亚洲等100多个国家或地区广泛种植，且耐旱抗贫瘠，易栽培和产量高，是全球第六大粮食作物，被称为“淀粉之王”，养活了世界近10亿人口。
然而就是这么一种为人类做出了巨大贡献的植物，如今却一步步走向了灭亡，原因无他，就是遇到了劲敌——木薯花叶病。这种病害“追杀”了木薯128年，摧毁了无数的木薯种植基地，而人类至今仍没有很好的解救方法。
传染只需10分钟？！


种茎带毒导致苗期出现木薯花叶病感病症状
图片来源：中华人民共和国农业农村部网站
木薯花叶病(Cassava mosaic disease，CMD)是最为严重的木薯病害，主要是由联体病毒科菜豆金黄色花叶病毒属的双生病毒和乙型线状病毒科马铃薯X病毒组侵染引起。该病最早是在1894年的坦桑尼亚被发现，后来在整个非洲大陆广泛传播。由于世界贸易的发展，如今，木薯花叶病毒病已经遍布非洲、亚洲和南美洲等数十个国家，是世界公认对木薯产业具有毁灭性危害的病害。
由于双生病毒和马铃薯X病毒都可以引起木薯花叶病，因此该病在“传毒”上也具有很大的不同。其中由双生病毒引起的木薯花叶病毒病，是侵染木薯引起木薯花叶病毒病的“主力军”，该病毒主要存在于木薯维管束系统内，可通过多种途径传播，如农事操作、嫁接、种茎及昆虫介体等都可以快速“传毒”，一般通过染病的种茎调运种植进行长距离传播。
此外双生病毒还会和烟粉虱“合作”，一起残害木薯。在田间，烟粉虱在感病植株上取食，此时病毒则会沾染在昆虫的口器中，随后飞到健康植株上，最短只需10分钟就可将病毒粒子随昆虫的唾液进入到健康植物的维管束内。而烟粉虱从获毒到完成首次传毒后，体内仍具有毒性，其侵染能力能够保持9天以上，属于专化性持久循环方式传毒。
而由乙型线状病毒科马铃薯X病毒组侵染引起的木薯普通花叶病较为少见，该病目前只在南美洲出现，其他地区暂未出现由该病毒引起的木薯普通花叶病的报道。据研究发现木薯普通花叶病一般较容易通过汁液摩擦接种，或者通过种子、嫁接、农事操作和带毒的罹病种茎传播。不过，媒介昆虫一般难以传播木薯普通花叶病，这是与双生病毒在传毒上的一个不同点。
每年“屠杀”3000万吨木薯


木薯花叶病典型症状(A)花叶、(B)畸形和(C)卷叶
图片来源：参考文献[8]
木薯花叶病十分善于打“闪电战”，入侵速度极快，种茎一旦感染了病毒，如果农民没有仔细辨别就将其种植，通常在种植14天左右，植株抽出的新叶就可以显示出花叶病的症状。主要表现为木薯的叶脉主脉或测脉两侧褪绿，形成浅绿色、黄绿色或黄色与正常绿色相间的花叶症状。发病叶片普遍变小，出现卷曲、皱缩等畸形。幼株易被感染，严重时矮化，结薯少而小甚至不结薯，导致产量严重降低，发病木薯田的平均产量损失在30-40%，严重时甚至能导致绝产。
如今，木薯花叶病在全球范围内每年都会“屠杀”掉将近3000万吨木薯，许多木薯园被摧毁，直接影响到5亿多人口的粮食安全。上世纪90年代，以木薯为生的乌干达曾经暴发了严重的木薯花叶病毒病，产量损失最高达86%，导致该国许多地区的种植户被迫放弃种植木薯，该国一度发生了严重的饥荒。而同处于非洲的坦桑尼亚也同样遭遇了花叶病的严重侵袭，成千上万的农户受到饥荒影响，只能依靠政府的食物援助，由此，甚至发生了严重的社会治安问题。
许多木薯种植国看到木薯花叶病毒病在非洲与人“抢食”的种种恶行，都将其列入进境检疫有害生物名录中，严格检疫入境植物。然而千防万防，终究还是百密一疏。2015年，由斯里兰卡木薯花叶病毒株系引起的木薯花叶病在柬埔寨东部和越南南部交界地区发生并迅速向周边地区蔓延，3年后该病相继在泰国等东南亚多个国家广泛传播，造成东南亚木薯价格连翻多倍。
中国于2007年就将木薯花叶病毒列入入境检疫有害生物名录。然而，受东南亚木薯花叶病肆虐传播的影响，2018年7月在海南多个木薯园发现了木薯花叶病。随后该病相继在福建、云南、贵州、广西和广东等地被发现，随时有可能扩散成灾。
人类手段尽出，仍是失败


中国各省出现的木薯花叶病
图片来源：中华人民共和国农业农村部网站
面对这可为害数亿人温饱的木薯花叶病，许多科学家加入了这场“逮捕”花叶病的行动中，然而上百年来用了各种方法，却仍收效甚微。究其原因主要是引起花叶病的病毒结构简单，而且极易适应新环境和新品种的更替，常与寄主和其他病毒产生重组，从而变异成不同的株系，甚至不同株系之间还存在着遗传变异，基因重组频率高，进化速度极快，导致育成的品种很容易失去抗病性。
木薯花叶病毒病在多年的“杀薯”中已经变异重组产生了多个病原株系，如有非洲木薯花叶病毒、斯里兰卡木薯花叶病毒和印度木薯花叶病毒的菜豆金黄色花叶病毒属等9个株系，以及马铃薯X病毒组等5个株系。许多木薯品种面对不同病原株系的侵袭基本无抵抗能力，只能被动挨打。如我国曾经将“华南205”、“华南6068”、“华南9号”、“华南系列”和“桂热系列”等主栽品种送往乌干达和柬埔寨种植，但均发现受到了花叶病的严重侵袭。
为了挽救木薯，给木薯一条活路，科学家想出了多种救援方法，其中较好的有热疗法和分生组织培养法。然而这些方法只治标不治本，要想真正战胜木薯花叶病，还是要有抗病品种。于是有科学家运用CRISPR/Cas9基因编辑技术以靶向非洲木薯花叶病毒，并期望赋予木薯对花叶病毒的免疫力，许多人都对该方法抱有极大的期待，认为将可能培育出真正抗花叶病的木薯品种。
然而梦想很美好，现实很骨感。相关实验在2019年宣告失败，原因是CRISPR/Cas9转基因植物未能获得有效的双生病毒抗性，而且非洲木薯花叶病毒在CRISPR/Cas9基因编辑的选择压力下，进化出了一种可遗传的突变病毒株，这种突变病毒可以逃过CRISPR/Cas9系统的切割作用，从而加快了双生病毒的进化，可能会带来重大生物安全风险。
至此，拯救木薯之路仍然任重道远，前行之路任然坎坷难行。
木薯救援行动，需要立体防控


木薯成株期花叶病为害症状
图片来源：中华人民共和国农业农村部网站
由于暂无很好的“木薯救援”方法，因此目前对于木薯花叶病防控主要采取以检疫为主的综合防控措施，主要有以下几点：
1. 加强检疫，切断外来传染源
如今木薯花叶病有多个病原株系，而中国只有斯里兰卡木薯花叶病毒在肆虐，其余病毒还未曾见到。为了避免更多株系入侵，要禁止从疫区携带或者进口带病的苗木和块茎，如有特殊需要可限制引进数量，要求出口国出具证书，并经防虫温室试种观察才可引进。
2. 加强田间管理，降低病毒发生
选用健康苗木种植，定期巡查监控田间种植情况，发现病株需要及时清除田间病株；此外加强水肥管理，提高木薯植株对病害的抵抗能力，收获后注意进行田间清理，喷洒几丁聚糖、乙酸铜和宁南霉素等病毒防治药物。
3. 捕杀烟粉虱，斩断传毒渠道
烟粉虱作为木薯花叶病的重要传毒“合作伙伴”，加强捕杀烟粉虱，斩断传毒渠道，可降低木薯花叶病的发生。因此可用溴氰虫酰胺、氟啶虫酰胺和吡虫啉等药剂控制烟粉虱，此外烟粉虱对黄色敏感，具有强烈的趋黄光习性，可用黄色的粘虫板进行诱杀。
参考文献
[1] 王国芬,李超萍,时涛,周司珊,李博勋,蔡吉苗,林兆威,黄贵修.我国木薯花叶病毒病的发生危害及其病原鉴定[J].热带作物学报,2021,42(06):1668-1677.
[2] 时涛,王国芬,李超萍,林兆威,黄贵修.木薯花叶病在中国发生的首次报道[J].热带农业科学,2018,38(10):99-100.
[3] 时涛,蔡吉苗,黄贵修.木薯花叶病的为害及其防治措施[J].中国热带农业,2015(05):38-40.
[4] T.Kaiser Walter,张开明.木薯花叶病的热疗法[J].热带作物译丛,1983(05):46-48.
[5] K. K. Kartha,张诒仙.抗花叶病木薯的组织培养[J].热带作物译丛,1985(05):52-54.
[6] 天然橡胶与木薯病害监控研究.【知识分享】木薯花叶病毒病（Cassava Mosaic Disease）.[EB/OL].2021.08.13
[7] iplants.CRISPR基因编辑促进了木薯病毒的进化，需要重新审视转基因植物的安全性吗？
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[8] 叶昕彤. 利用CRISPR/Cas9靶向斯里兰卡木薯花叶病毒创制抗病木薯材料[D].浙江大学,2021. Science. 284, 1751 (1999).
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