小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus, WD V)是联体病毒科玉米线条病毒属的成员。2007年本实验室首次报道了小麦矮缩病毒(WDV)在中国的发生。2007年我国陕西韩城大面积爆发小麦矮缩病毒病,造成小麦严重减产。由于中国小麦种植区域的生态地理环境有很大差异,可能造成小麦矮缩病毒(WDV)含有较为丰富的变异类型。本试验以我国不同地区的小麦矮缩病株标样为材料,对其进行分子鉴定与序列分析,明确不同地区分离物的分子变异情况与该病毒的进化机制。根据GenBank上登录的WDV分离物的全序列,设计特异性引物,将WDV全基因组分为3个部分片段进行PCR扩增,获得的扩增产物进行克隆测序,最终获得了90个WDV中国分离物的全序列,其中有84个分离物来自小麦寄主,6个分离物来自大麦寄主。它们来自我国西北、华北、华中和西南等主要麦类产区。通过对世界不同地区120个WDV分离物(中国90个,国外30个)进行系统进化分析,结果显示：(1)以MSV为外族群,整个系统进化树可以依据寄主分为WDV燕麦分离物类群,大麦分离物类群以及WDV小麦分离物类群。其中WDV燕麦分离物拥有一个独立的进化分支；在WDV小麦分离物的类群中可分为中国类群和非中国类群,而且中国类群与瑞典的小麦分离物拥有共同的进化祖先；关于WDV大麦分离物,日前只获得国外类群,来自云南昆明的6个大麦寄主的WDV分离物,在系统进化树中处于小麦分离物的类群中,它们与小麦分离物的序列相似性达98.0%-99.6%,而与大麦分离物序列相似性仅为83.4%-83.7%,因此从基因组结构及系统进化分析,认为侵染云南昆明大麦的是WDV小麦分离物,但此结论还需要通过进一步的生物学验证。(2)在WDV小麦分离物的中国类群中,中国分离物与国外的相比具有明显的差异,但中国各地的分离物没有的受到地域分区的严格限制和采集时间严格限制,在同一个地区的分离物为主的情况下,还有另外地区的分离物。外国的分离物则有明显的地域区分,但也有极个别的分离物不完全符合这种分布。(3)甘肃天水,山东济宁的分离物分布相对集中,而陕西韩城、河北石家庄、云南昆明、贵州贵阳的分离物分散于WDV小麦分离物的各个分区,具有很好的群体多样性。分子群体遗传研究发现,各个编码区的Tajima’s D值均为负值,说明该群体在扩张,也就是说该病害有继续扩展蔓延之势,这与以往对WDV的研究结果相似。中国和国外麦类分离物群体间的遗传差异达极显著。在进化模式的分析中发现,WDV群体结构在长时间的进化中目前小麦分离物群体和大麦群体都已经处在正向选择状态中,预示着新种已经出现,其中Rep A和Rep基因非同义突变的位点较多,其中Rep A非同义突变的位点最多。大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf viruses, BYDVs)是一类+ssRNA病毒,分布广泛,是世界上危害最严重、流行最广泛的植物病毒之一。植物RNA病毒成为研究进化的群体遗传多样性、突变进化和达尔文进化论的最新捷径,本研究集合世界上已获得的58个BYDV-PAV的基因组全序列进行分子群体遗传结构分析,明确其种群遗传学、起源与进化,有助于揭示寄主植物与病毒相互间的作用方式,进而为防治小麦黄矮病害提供科学依据。研究中构建了58个BYDV-PAVs分离物(中国30个,国外28个)的系统进化树,系统进化树将整个BYDV-PAV分为7个组群,分别是组群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ。中国的分离物占有5个组群,其中有2个组群与美国、日本、澳大利亚聚一起,中国的另外3个组群独立存在,此外,美国的分离物还单独分布在2个组群,这说明中国的PAV的多样性更加丰富。BYDV-PAVs的亲缘关系从树状图来看更接近番茄丛矮病毒科。在整体的BYDV-PAV类群中,世界各地的分离物具有较明显的地域分区,但中国内部分离物没有受到采集地点、采集时间和采集寄主(大麦、小麦和燕麦)的严格限制。依据黄症病毒属同一种间的划分标准为任一蛋白的氨基酸同源性不能低于90%,因此根据算得的各个蛋白的同源性,建议将BYDV-PAV的血清型划分为5种,分别是PAV-Ⅰ, PAV-Ⅱ, PAV-Ⅲ, PAV-Ⅳ和PAV-Ⅴ,根据58个分离物在基因组全序列的3’端的二级结构不同,分析发现整个BYDV-PAVs群体也可分为五个种,这与我们依据氨基酸序列的划分结果是一致的。分子群体遗传结构研究发现,从58个BYDV-PAVs的基因组结构各个蛋白区间选择压力的分析来看,正向突变的比例由大到小的顺序是ORF4>ORF3+4+5>ORF1+2>ORF6,其中4个ORFs中,ORF4变异性最大。另外有意思的是ORF4的氨基酸的替换模式与HIV-1的族群间的替换模式是一样的。BYDV-PAVs群体中,国外分离物的Tajima’s D值均为负值,说明该病毒群体在世界范围内处于扩张状态,也就是说该病害在全世界还有继续扩展蔓延之势。BYDV-PAVs群体内表现出广泛的同源重组现象,特别体现在中国分离物与国外分离物之间的重组,并且重组位点主要集中在RdRp, CP和蚜传蛋白区间,这种重组现象的发生在很大程度上预示着BYDV-PAVs群体必将呈现更加丰富的多样性。