油菜花叶病毒侵染性克隆构建及其与TuMV和PVX交互作用

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油菜花叶病毒(Youcai mosaic virus,YoMV),又称Oilseed rape mosaic virus(ORMV),为烟草花叶病毒属亚组Ⅲ成员。该病毒广泛分布在油菜(Brassica napus L.)种植区,主要通过机械传播危害十字花科植物。2018年,本课题组在重庆十字花科蔬菜病害调查中首次在抱子芥(Brassica juncea var.gemmifera Lee Lin.)和茎瘤芥(Brassica juncea var.tumida Tsen Lee Lin.)上检测到YoMV,目前对抱子芥YoMV分离株的生物学特性尚无进一步研究。为更好认识和防治YoMV,本文采用DNA同源重组技术成功构建YoMV及其突变体的侵染性克隆,为该病毒与宿主互作机制提供了基础材料。为进一步研究YoMV的寄主范围和与其他病毒的交互作用奠定了基础。主要研究结果如下:1)YoMV侵染性克隆构建。本研究通过RT-PCR扩增获得YoMV抱子芥分离株基因组,利用无缝克隆技术成功构建YoMV的侵染性cDNA克隆pCaYo。农杆菌注射接种本氏烟后,通过症状观察、RT-PCR鉴定和电子显微镜观察证明pCaYo具有侵染活性和致病力。2)含GFP的YoMV侵染性克隆突变体构建。一方面采用融合表达策略,在YoMVCP基因终止密码子前插入GFP基因,使用无缝克隆构建获得pCaYo-GFP突变体。另一方面采用添加亚基因启动子策略,用GFP替换YoMV CP和引入TMV-GFP的CP基因,通过酵母同源重组技术成功构建YoMV-GFP突变体。农杆菌注射接种本氏烟,通过症状观察、RT-PCR鉴定和电子显微镜观察。结果表明pCaYo可在接种叶表达GFP和系统侵染本氏烟,但不能在上部叶表达GFP。随着病毒的复制,GFP基因则被病毒剪切丢失,但残留氨基酸残基降低了pCaYo-GFP的致病力。YoMV-GFP能够系统侵染本氏烟且能够系统表达GFP,但荧光的强度比TMV-GFP弱,其致病力相对于pCaYo较弱,仅引起本氏烟卷曲而不会发生黄化和坏死。在本氏烟上摩擦接种YoMV-GFP仍能系统侵染和表达GFP。3)YoMV宿主范围鉴定。对十字花科、茄科及藜科等植物摩擦接种YoMV。结果表明YoMV可引起菎诺藜(Chenopodium quinoa)、苋色藜(Chenopodium amaranticolor),quinoa)、心叶烟(Nicotiana glutinosa)等鉴别寄主产生枯斑。YoMV可侵染并引起抱子芥、茎瘤芥、上海青等作物上部叶片卷曲;可侵染油菜、小白菜(Brassica campestris L.ssp.chinensis Makino(var.communis Tsen et Lee))等十字花科作物,但不会产生病毒病症状。YoMV能侵染云烟87、云烟116、云烟8704、NC292,其中仅云烟116可在上部叶产生花叶症状。YoMV可引起KRK26、NC102、川烟1号、MSY48等烟草产生剧烈的HR反应。4)YoMV与TuMV和PVX的交互关系。YoMV与TuMV、PVX混合复合侵染,症状观察和病毒积累量分析,结果表明TuMV与YoMV存在拮抗关系,复合侵染会减轻本氏烟的症状;YoMV与PVX为协生关系,复合侵染则会加重本氏烟的病害症状,在侵染早期PVX会促进YoMV增殖。
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