【摘 要】
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病毒是自然界种类最丰富和多样化的生命体形式,能寄生包括动物、植物、细菌、真菌,甚至病毒在内的所有生命体,目前普遍认为自然界的未知病毒数量要远远超出已知病毒数量。随着高通量测序技术的发展,近10多年新发现的病毒数量急剧上升,国际病毒学分类委员会(International Committee for Taxonomy of virus,ICTV)记录的病毒种类从2008年的2079种增加到2018年
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病毒是自然界种类最丰富和多样化的生命体形式,能寄生包括动物、植物、细菌、真菌,甚至病毒在内的所有生命体,目前普遍认为自然界的未知病毒数量要远远超出已知病毒数量。随着高通量测序技术的发展,近10多年新发现的病毒数量急剧上升,国际病毒学分类委员会(International Committee for Taxonomy of virus,ICTV)记录的病毒种类从2008年的2079种增加到2018年的5561种。鉴于此,本研究基于高通量测序技术构建了高效、科学的昆虫宏病毒组分析平台,为挖掘昆虫体内病毒资源提供了技术支持。利用该平台,本研究鉴定分析了两种植物病毒重要媒介昆虫(烟粉虱和灰飞虱)的RNA病毒组。首先,利用NCBI SRA公共数据库中的烟粉虱转录组数据及田间采样的烟粉虱转录组测序数据,我们鉴定了烟粉虱体内的RNA病毒组并对其隐种与昆虫特异性病毒(Insect Specific Virus,ISV)的复杂关系进行了较全面的分析研究。结果表明,烟粉虱中存在至少20种新的ISV,不同的烟粉虱隐种存在一个或多个特定的核心ISV,且大多数ISV与特定的隐种之间有明显的相关性。在此基础上,本研究进一步通过显微注射实验证明了部分ISV在两个入侵的烟粉虱隐种B(Middle East-Asia Minor 1,MEAM1)和Q(Mediterranean,MED)中具备跨隐种复制能力。此外,本研究在其中一个烟粉虱的转录组中发现了一种蚜虫传播的植物病毒-马铃薯病毒S(PVS)的新分离物,表明烟粉虱可能是潜在的PVS传毒媒介。本文还结合灰飞虱的SRA公共数据及本实验室的灰飞虱转录组测序数据,对灰飞虱体内的RNA病毒进行了全面鉴定和分析。我们在灰飞虱体内发现了3个已知的ISV:Laodelphax striatellus iflavirus 1(Ls IV1)、Himetobi P virus(Hi PV)、Laodelphax striatella honeydew virus 1(Ls HV1);一种未知的Chuvirus,暂时命名为Laodelphax striatellus Mivirus 1(Ls MV1)。比较这些病毒在不同灰飞虱种群中的分布,结果表明灰飞虱体内的ISV虽然分布广泛,但在不同种群间依然存在分布差异。其中Ls MV1未在北方的种群中发现,推测ISV可能与灰飞虱种群的地理分布相关。此外,我们在Ls MV1中发现Chuvirus中一个保守的Motif(GQLGGIEGLNQDTW),有助于后续对Chuvirus的分类、功能等的进一步研究。综上所述,本文构建了昆虫宏病毒组分析平台,并利用该平台鉴定了烟粉虱和灰飞虱体内的ISV多样性。研究结果为我们深入理解ISV和昆虫间的协同进化关系提供了新视角,同时可能有助于利用ISV开发新的植物病毒防控策略。
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