福建省begomoviruses的检测和分子生物学研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Robert_1967
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双生病毒是一类重要的植物病毒,病毒粒子呈典型的孪生状,基因组由单链环状DNA构成。当前,双生病毒科被分为9个属,分别为Becurtovirus,Begomovirus,Capulavirus,Curtovirus,Eragrovirus,Grablovirus,Mastrevirus,Topocuvirus 和 Turncurtovirus。双生病毒,特别是begomovirus,在热带和亚热带地区严重危害。在一些欠发达国家和地区,它们甚至会造成饥荒。近年来,begomovirus的发生在中国南方越来越普遍。然而,这类病毒在福建省的发生情况还不甚清楚。在第一部分,本研究于2015-2017年间,从福建各地采集了疑似begomovirus侵染的朱槿、玫瑰茄、黄秋葵、黄麻、芒麻、番茄和胜红蓟等植物样本。利用简并引物PCR并结合必要的全基因组克隆,本研究从这些样本中鉴定到6种begomovirus,分别为木尔坦棉花曲叶病毒(CLCuMuV)、番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)、越南黄麻黄脉病毒(COYVV),苎麻花叶病毒(RamV)、中国胜红蓟黄脉病毒(AYVCnV)和野葛花叶病毒(KuMV)。CLCuMuV在福建的4个市,即福州、厦门、漳州和三明普遍发生。除了先前已报道的朱槿和黄秋葵外,本研究发现了 CLCuMuV的一个新寄主,即玫瑰茄。TYLCV是番茄生产上的一种毁灭性病毒,早前,该病毒仅在福州有报道,而本研究发现该病毒在三明也已有发生。RamV是本实验室几年前在龙岩发现的,本研究发现,该病毒现在在福州、厦门和三明等地普遍发生。另外,COYVV自在越南被发现以来,从未在中国被报道,但本研究在福州和三明发现了该病毒。总的来讲,本研究的结果表明,福建省双生病毒的遗传多样性高,且其发生和危害有蔓延之势。本研究鉴定的六个begomovirus中,CLCuMuV,CoYVV和RamV对福建省具有明显的或潜在的经济重要性,但研究者对它们的认识还处于较为初级的阶段。在第二部分,本研究构建了这三种begomovirus的侵染性克隆,以期为这些病毒的后续研究奠定基础。利用传统的分子克隆技术,本研究获得了目的质粒,并将它们导入了合适的农杆菌菌株。利用叶片浸润法,本研究以CLCuMuV和RamV接种了本氏烟,以CoYVV接种了黄麻。虽然时间长短有很大差异,所有接种植物都出现了相应的病毒侵染症状。Southern Blotting检测表明,三种病毒都能在接种植物中复制和积累。值得指出的是,CoYVV的侵染性克隆在之前从未有报道。因此,本研究是首次以侵染性克隆接种的方式表明CoYVV在黄麻上的侵染性和致病性。双生病毒以寄主的转录机器来合成自身的mRNA,因此可被用来研究植物的转录调控机制。基于此,本研究通过实验鉴定了上述三种begomoviruses,即CLCuMuV,CoYVV和RamV的转录起始位点。首先,本研究以摩擦的方式在本氏烟上接种水稻条纹病毒(RSV),两周后,再以农杆菌注射的方式使RSV侵染的本氏烟分别感染CLCuMuV,CoYVV或RamV。RSV是一种多分体负义RNA病毒,采取“抓帽”机制来合成自身的mRNA。在混合症状(RSV和双生病毒)出现后,提取植物总RNA,利用高通量测序手段获取RSV某mRNA的5’端序列,并提取出RSV抓取的帽子序列。将帽子序列Map到相应的begomovirus基因组上,对能Map上的序列,认定其来自于某begomovirusmRNA的5’端。以这种方式,本研究获得了三种begomovirus的转录起始位点。将这些位点Map到基因组后,一个很明显的现象是:begomovirus在转录同一个基因时,可以选择多个不同的起始位点,其结果是,begomovirus在侵染过程中能生成很多mRNA的异构体,它们含有相同的ORF,但具有不同的5’端序列。总之,福建是一个多山的省份,在地理上与中国其它省份相对隔离。本研究调查了 begomovirus在福建省的发生和分布情况,鉴定到6种不同的begomovirus,从中选取了 3种进行了侵染性克隆的构建。利用侵染性克隆及本实验室新近建立的一种技术,本研究鉴定了这三种begomovirus的转录起始位点,为进一步研究这三种begomovirus的侵染机理奠定了基础。
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