需要在控制生长条件下研究植物病毒性疾病的技术，以充分了解其生物学特性并研究宿主的抗性。
木薯褐纹病对东非的木薯生产构成主要威胁，致病病毒木薯褐纹病毒、或乌干达木薯褐纹病毒、没有传染性克隆，对木薯的机械传播是无效的。
今天，就让小寒给大家讲一下，木薯褐纹病病毒病原体，是如何通过片芽嫁接进行高效传播的？
现在已经开发了一种改进的方法，可以单独或共同感染这些病毒，使用芽移植。
木薯是一种在整个热带地区种植的淀粉类根茎作物，作为撒哈拉以南非洲数百万小农户的碳水化合物和收入来源，具有特殊的重要性。
东非的木薯产量受到许多疾病的抑制，其中木薯褐纹病和木薯马赛克病是最重要的。
中央商务部由乌干达木薯褐纹病毒和木薯褐纹病毒引起，两者都属于病毒科，番薯病毒属。
被感染的木薯植株上的CBSD症状的特点是老叶的二级和三级叶脉上有黄色的萎缩，成熟的茎上有褐色的病变，在极端的情况下，年轻的绿色茎组织会枯萎。
最重要的是，被感染的植物往往在其储存的根部出现棕色的坏死病变，使其不能食用，在市场上没有价值。
近年来，CBSD的发病率明显增加，在东非达到了流行水平，据报道还在向中部非洲蔓延，因此，该病现在被认为是热带地区粮食安全的最重要威胁之一。
有关CBSD的知识还很缺乏，包括CBSV和UCBSV如何在宿主体内移动，它们在受感染植物内的相互作用，以及病原体如何导致其经济上的破坏性症状。
需要改进基于实验室和温室的CBSD研究技术，以增加我们对该疾病的病原学和生物学的了解，并研究常规和转基因种质的发生和抗性机制。
CBSD在自然条件条件下由Bemisia tabaci Gennadius种的粉虱传播。
然而，在控制生长条件下使用粉虱载体传播病原体病毒是低效的、劳动密集型的和昂贵的。此外，低的传播率使这种方法在大规模实验中不实用。
虽然通过树液接种到实验室模式植物Nicotiana benthamiana的CBSV和UCBSV的机械传播是有效的，但对木薯完全无效。
两种病原体都没有感染性克隆，使得嫁接接种成为在受感染和未受感染的木薯植物之间传播CBSV和UCBSV的唯一可靠方法。
最近，我们报道了使用侧面单板嫁接系统用UCBSV挑战8周龄的转基因木薯植株。
虽然可行，但这种技术很麻烦，也很耗时，需要将病毒源植物和测试植物生长到至少两个月大才能进行嫁接，八周或更长时间才能出现疾病症状。
接穗和砧木植物需要1:1的比例，这也限制了用这种方法可以进行的复制实验的数量和规模。
我们在此描述了一种替代性的、高效的、更具资源效益的接种技术，该技术基于使用芯片芽移植，将CBSD病毒从受感染的木薯植株传播到非受感染的木薯植株，可以是单一感染，也可以是两种病原体的双重感染。
作为评估芯片芽移植传播木薯病毒能力的第一步，从感染了东非木薯花叶病毒分离株K201的栽培品种60444的植株上切除腋芽，并嫁接到同一栽培品种的健康植株上。
EACMV-K201是EACMV的一个毒力分离株，在幼叶上引起明显和严重的CMD症状，因此作为嫁接过程中病毒传播的指标。
表1显示，从感染EACMV的植物（86.7%）和未感染的植物（95.6%）获得的芯片芽嫁接到健康砧木上时的成功率。CMD的传播率大于80%，表明片芽嫁接法对这种木薯 geminivirus的传播是有效的。
图1A显示了芽接接种到栽培品种60444的健康植株上后，6周和10周大的小植株的CMD的发展情况。在不同年龄的植株对芽接接种的反应中没有看到明显的差异。
在这两种情况下，CMD症状在嫁接后三到五周首次出现，并在嫁接后四到八周达到75-85%的最大发病率。
在确定了芽接接种传播CMD的能力后，通过将感染了CBSV的栽培品种Ebwanateraka植株的芽嫁接到栽培品种TME204、60444和Ebwanateraka的6-8周龄的健康砧木上，评估CBSD的传播效率。
此外，在每个实验中还包括无病毒的对照嫁接，即切除无CBSD的芽并在同一位置嫁接到同一茎上（自嫁接），以评估三种遗传背景的嫁接过程的效率。
表2显示了芽嫁接的成功率和CBSV的传播率，这是由茎和叶上的CBSD症状发展决定的。在整个重复的实验中，100%的无病毒自体嫁接都有成功的嫁接结合，接穗芽保持绿色，一周内沿嫁接结合的边缘形成了可见的胼胝组织。
当CBSV感染的芽被嫁接到健康植物上时，嫁接结合的发展从70%到90%不等，三个研究的栽培品种之间的成功率没有差异。
在总共进行的60个CBSV芽接种中，47个（78.3%）形成嫁接结合。然而，52株（86.7%）出现了CBSD症状，表明病原体的传播发生在嫁接后一周内，成功的嫁接结合对疾病的传播并不重要。
芽接接种后，CBSD嫩枝症状的发展随时间的推移进行评分，所有三个栽培品种在嫁接后一到两周内首次出现症状，栽培品种TME204和60444的CBSD发病率在三到四周内达到最高频率，栽培品种Ebwanateraka在嫁接后五到六周达到最高频率80-90%。
CBSV诱导的CBSD叶片症状首先出现在芽接部位上方约10个节上，是数以百计的小斑点遍布整个叶面。
随着这些叶片的老化，萎缩变得更加严重，叶片经常沿边缘向上卷曲，这种模式在另外一两片叶子上很明显，之后症状减弱，然后消失，新叶没有显示出可观察到的CBSD。
在随后的2-3周内，在出现上述初始CBSD症状的一或两片叶子下面，脉络区出现了羽毛状的萎缩。
结果，在六周的观察期结束时，疾病症状被限制在四到六个节点的明显区域内的叶片上，上面和下面的叶片仍然没有症状。
虽然在研究的所有三个木薯栽培品种中，叶子症状的发展非常相似，但CBSV诱导的茎部症状的发展在时间和外观上有所不同。
在60444中，茎部病害与叶症状同时被观察到，这些病变在茎上发展为褐色斑点和条纹，在有症状的叶子的水平上或就在其上方。
随着时间的推移，大小增加，在节和叶柄的基部区域变得明显，在TME204和Ebwanateraka的情况下，茎部症状在叶子症状的一到两周后变得明显，为棕色和灰色的条纹和斑点，并随着时间的推移在茎部上下发展。
在嫁接后12周，对从选择的CBSD无症状、无症状和对照植物的最年轻的有症状的叶片中提取的总RNA进行RT-PCR。
在所有情况下都证实了可见症状和病毒存在的相关性，所有有症状的植株都被发现为CBSV阳性，而自我嫁接和无症状的植株没有检测到病毒的水平。
接种后6周，5株CBSV感染的植物和对照植物被转移到更大的花盆里，再培养3个月。在此期间，CBSD症状沿着茎部组织发展，偶尔在老叶上出现明显的羽毛状、脉络状的萎缩。
在这一时期结束时，植物被收割，块根被检查，在所有RT-PCR阳性的植物的储存根上都可以看到CBSD的明显迹象，即CBSV的存在。
这些症状表现为外表面的深褐色病变和贮藏实质组织内明显的灰色至褐色坏死区。在无CBSV的植株上没有看到这种症状。
通过尝试将CBSV和UCBSV共同传播到同一植物上，进一步评估了芽接方法的通用性。对三种处理方法进行了比较。
在第一种情况下，用两个芽同时嫁接栽培品种60444的植株，每个芽携带CBSV和UCBSV，在同一试验植株的茎上一上一下地插入。
在第二种情况下，用一个感染UCBSV的芽进行嫁接，10-14天后用一个携带CBSV的芽进行嫁接，最后先用CBSV进行嫁接，然后用一个感染UCBSV的芽进行嫁接。
第二次嫁接后约7周，通过RT-PCR诊断确定病毒传播的效率。
在重复实验中，所有先接种UCBSV后接种CBSV的植株（12/12 100%）对两种病毒的检测均为阳性，而在同一天接种两种病毒的情况下，有8/12（66.6%）的植株为阳性。
相比之下，当先接种CBSV，再接种UCBSV时，只有2/12（16.6%）株植物对两种病毒的存在检测呈阳性。嫁接第二个芽14周后，收获了储存根。
在所有共同感染的植株上观察到典型的CBSD症状，并且植株RT-PCR对CBSV的存在呈阳性。
已开发出一种芯片芽接法，用于从受感染的木薯植株向非受感染的木薯植株有效传播DNA和RNA病毒。
嫁接接种系统是在可控生长条件下将CBSD病毒剂从木薯传播到木薯的唯一可靠方法。这里描述的方案比以前用于该过程的侧耳式和顶楔式嫁接方法有许多改进。
在我们手中，使用片状芽嫁接可以使一株受感染的植物提供九到十个腋芽作为病毒挑战实验的接种物，而在顶楔和侧楔技术的情况下，接穗和砧木的比例为1:1。
通过这种方法，CBSD病毒的传播率是有效的（70-100%），并且与受感染的芽接穗和试验砧木的遗传背景无关。
能力已被证明可以有效地嫁接挑战砧木材料，早在6周龄时，植物相对较小，从同类到非同类遗传背景，疾病症状迅速发展。
因此，芽接提供了一个有效评估木薯种质的抗病性的过程，比以前在受控植物生长设施的限制下进行的更大规模的实验。
在田间条件下，木薯植物被多种DNA和RNA病毒感染是很常见的，利用本研究中描述的芯片嫁接系统，可以用CBSV和UCBSV这两个不同物种的分离物嫁接接种同一植物。
这里报告的初步研究表明，首先感染毒性较低的UCBSV，然后在10-14天后感染CBSV，才能有效地建立对两种病原体的双重感染。
以这种方式控制植物接种CBSV和UCBSV的能力，无论是单独还是一起，都为研究这些病毒病原体的相互作用提供了新的机会。
芯片芽接种过程的另一个好处是能够研究病毒的移动和疾病的发展。在本研究中，当植物被允许老化超过6周时，这是很明显的，由此产生的疾病在贮藏根器官内发展。
目前，人们对控制CBSD病原体在植物体内移动的机制及其与芽和根系症状发展的相关性了解甚少。
因此，这里描述的芯片芽方法不仅是一个新的、改进的工具，用于筛选种质对CBSD病毒剂的抗性，而且还用于研究木薯这一重要疾病的潜在致病性机制。