桃蚜浓核病毒的分布、序列整合及其对桃蚜种群增长的影响

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桃蚜(Myzus persicae)是一种危害较严重的刺吸式口器害虫。早先的研究表明,桃蚜浓核病毒(Myzus persicae densovirus,Mp DV)侵染影响桃蚜的生长和繁殖,但不影响种群内禀增长率。近期的研究发现,桃蚜浓核病毒相关序列可能整合在桃蚜基因组中。在前期获得桃蚜浓核病毒-杨凌株系(Mp DV-YL)基因组序列的基础上,本文进一步检测了桃蚜浓核病毒在我国部分地区桃蚜种群以及在杨凌本地半翅目昆虫和蚜虫寄生蜂中的分布,分析了病毒相关序列在本地桃蚜基因组中的整合,探究了桃蚜浓核病毒对桃蚜生长发育和种群动态的影响以及低温保存病毒的接种感染活性,取得的主要研究结果如下:1.桃蚜浓核病毒广泛存在于本地温室或野外采集的桃蚜及其寄生蜂种群中PCR扩增表明,桃蚜浓核病毒广泛存在于杨凌地区曹新庄实验站温室或野外采集的桃蚜及其寄生蜂(烟蚜茧蜂、短翅蚜小蜂)种群中。此外,在邻近温室内饲养的烟粉虱和绣线菊蚜种群中也检测到了该病毒,但在野外间隔较远的不同蚜虫种群间及其它半翅目昆虫(叶蝉、蝽类)种群中未发现该病毒,暗示浓核病毒可能在间隔较近的蚜虫种群间扩散,而寄生蜂可能在其传播过程中发挥作用。2.桃蚜浓核病毒相关序列在本地桃蚜基因组中的整合分布在多个位点通过检索发现,在重测序组装的桃蚜G006基因组scafford1、scafford2、scafford5、scafford23以及scafford125区域存在55个与桃蚜浓核病毒结构蛋白或非结构蛋白同源的序列(Endogenous densovirus-related elements,EDEs)。以G006基因组作为参考序列,PCR扩增发现在本地桃蚜基因组中存在48个EDEs,并且多个EDEs在本地桃蚜基因组中发生拼合或特定位点改变,揭示EDEs的整合可能在不同桃蚜地理种群中存在显著差异。3.桃蚜浓核病毒显著影响桃蚜的繁殖能力和种群增长通过分析健康桃蚜和浓核病毒感染桃蚜的种群特定时间生命表发现,桃蚜浓核病毒降低了成蚜的存活率(lx)和繁殖力(mx),并且带毒种群的内禀增长率(r)、净繁殖率(R0)、周限增长率(λ)均显著低于健康种群。此外,病毒感染显著缩短了桃蚜的产蚜期(Ovi-days)。4.较长时间的低温保存降低桃蚜浓核病毒的接种感染活性低温和保存时间组合实验结果表明,短时期(1个月)4℃较-80℃保存条件可能引起带毒桃蚜体内浓核病毒的部分降解,但两种低温保存的带毒桃蚜研磨液均能有效接种感染健康若蚜;相比较而言,较长时间(3个月)的低温(4℃或-80℃)保存则导致带毒桃蚜研磨液不能接种感染健康若蚜,推测较长时间的低温保存导致蚜虫体内携带的病毒粒子降解丧失了感染活性。综上所述,桃蚜浓核病毒较广泛存在于国内部分地区的桃蚜种群以及杨凌本地的桃蚜和其寄生蜂中,病毒相关序列(EDEs)在本地桃蚜基因组中存在多个整合位点,该病毒感染显著影响桃蚜种群的繁殖能力和种群增长,较长时间的低温保存不利于该病毒接种感染健康若蚜。
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