论文部分内容阅读
双生病毒是一类在全球严重危害多种作物的植物单链环状DNA病毒。1990年代以来,世界各地相继报道了多个双生病毒新种,其中绝大多数种属于双生病毒科(Geminivirade)菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus)。双生病毒在自然界中的突变、重组及假重组等进化方式已成为当前植物病毒学研究中的热点。
云南是双生病毒病害高发地区之一。近年来,在热带和亚热带气候类型区,双生病毒已成为各种作物和杂草的主要病原病毒。本研究侧重于侵染云南茄科及旋花科植物双生病毒分离物的基因组结构及进化特征,探讨特定地理生态条件下,以寄主为基础的植物病毒种群遗传及其相互关系,为该类病毒监测与防控提供理论依据。
2004-2008年间,在云南红河、大理、丽江、楚雄(元谋)、保山、玉溪、德宏等地采集了表现双生病毒为害症状的番茄、烟草、辣椒、甘薯以及矮牵牛样品270余份,选择了29个不同地区、时间和寄主的典型症状样品进行DNA-A全序列的扩增、克隆、测序及序列分析,其中番茄样品19份,烟草样品6份,辣椒样品1份、甘薯样品1份、矮牵牛样品2份。DNA-A核苷酸序列分析表明,29个分离物的基因组都具有典型的双生病毒基因组结构特征:编码6个开放阅读框(ORF),其中病毒链编码AV1和AV2两个ORF,互补链编码AC1、AC2、AC3和AC4四个ORF。在AV2和AC1之间含有一个大小约为280 nt的基因间隔区(intergenic region,IR),它包含参与ORF转录起始的TATA盒和9核苷酸茎环结构(TAATATTAC)。番茄、烟草、辣椒分离物间核苷酸序列同源性在70.2%-99.7%之间,旋花科植物双生病毒分离物同源性为91.5%。在GenBank中比对分析发现,茄科作物中检出中国番茄黄化曲叶病毒(Tomatoyellow left curl China virus,TYLCCNV)18个、云南辣椒曲叶病毒(Pepper Ieafcurl Yunnan virus,PeLCYNV)4个、野茼蒿黄脉病毒(Crassocephalumyellow vein virus,CYVV)1个、云南烟草曲叶病毒(Tobacco left curl Yunnan virus,TbLCYNV)1个、中国番木瓜曲叶病毒(Papaya left curl virus,PaLCCNV)1个和洋麻曲叶病毒(Kenaf left curl virus,KLCV)1个,其中首次发现CYVV和KLCV可在自然环境中侵染烟草,此外,在辣椒上发现了一个新病毒——PeLCYNV;旋花科植物中检出甘薯曲叶病毒(Sweetpotato left curl virus,SPLCV)。系统进化分析表明,29个分离物分别与上述7种病毒聚集在一起形成7个类群,其中PeLCYNV分离物分支是从TYLCCNV类群中分离出来的一个亚类群;CYVV分支与从相同区域分离的烟草曲顶病毒有亲缘关系;TbLCYNV分支与胜红蓟黄脉病毒的分支有亲缘关系;KLCV分支与赛葵黄脉病毒聚在一起,组成一个相对独立的分支;对包含分离物最多的TYLCCNV类群分析发现,TYLCCNV分离物间具有明显的地理分布差异,没有因寄主不同而产生的进化分离现象。
对77份采集自不同时间和地区的番茄、烟草、辣椒和甘薯样品中的DNAβ进行了克隆、测序和分析发现,除4个缺失分子外,其余73个DNAβ都具有典型双生病毒DNAβ卫星分子的基因组结构特征:在互补链上编码一个大小约为118个氨基酸的βC1蛋白,含有一个卫星分子保守区(Satellite conserved region,SCR)和1个A富含区。核苷酸同源性分析显示,76个茄科作物分离物的DNAβ分子中,54个分离物的DNAβ属于TYLCCNV伴随的DNAβ分子,10个属于MYVYNV伴随的DNAβ分子,6个属于TYLCTHV伴随的DNAβ分子,3个属于PeLCYNV伴随的DNAβ分子,2个属于MYVV伴随的DNAβ分子,1个属于TbCSV伴随的DNAβ分子,系统进化分析发现,这些DNAβ卫星分子具有明显的种类和地理分布差异,但没有因寄主和采集时间的不同而表现出明显的差异;甘薯中获得的DNAβ分子与菲律宾番茄曲叶病毒(Tomato left curl Philippine virus,ToLCPhV)的同源性最高,仅达到74%,重组分析显示该分子是一个由ToLCPhV和AYVV重组产生的新伴随性DNAβ卫星分子。