大豆花叶病毒不同毒株在大豆品种上致病性差异及CP基因序列多样性的分析

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinxiaogang2009
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大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus, SMV)病是世界性病害,分布非常广泛,严重影响大豆的产量和外观品质。国内外一些学者曾经对大豆花叶病毒CP蛋白进行了研究,本研究的目的是鉴定国家大豆改良中心近年采集的来源不同的部分SMV毒株在不同大豆品种上症状反应,研究不同毒株致病性的差异,通过克隆CP蛋白基因并进行序列分析,揭示我国SMV的遗传多样性。主要研究结果如下:1.鉴定了28个SMV毒株在10个大豆品种上的症状反应。结果表明,大豆花叶病毒在大豆植株上的症状类型有花叶和坏死,部分植株同时表现两种症状。同一SMV毒株在不同大豆品种上的症状反应不同,不同SMV毒株感染同一大豆品种症状反应也不同。部分来自相同地区的毒株在大豆品种上的反应可能不一致,来自不同地区的病毒毒株在大豆品种上的反应可能一致。说明一个地区流行的毒株部分属于不同株系,不同地区流行的部分毒株可能是相同的。28个毒株都能侵染南农1138-2和8101,说明南农1138-2和8101的抗侵染能力较弱。28个毒株中只有5个毒株可以侵染广谱抗源科丰1号,说明这些毒株具有较强的致病性,而科丰1号具有广谱抗性。2.采用RT-PCR方法获得28个SMV毒株的cDNA,用TA克隆的方法获取阳性克隆。测定了其CP基因序列,得到的CP基因全长均为795nt,推导的氨基酸序列为265个氨基酸残基。核苷酸及氨基酸序列分析表明,在测得的28个CP基因序列中,27个CP基因序列存在N末端的DAG保守区域。其中浙江毒株4103中的DAG变成DAS。CP基因N端DAG序列与蚜传相关,DAG变成DAS是否改变SMV的蚜传特性有待进一步试验证明。28个SMV毒株的CP基因同源性较高,核苷酸序列同源性为87.9%-100%,氨基酸序列同源性为95.3%~#100%。从地域关系上看,参试的28个毒株分别来自北方春大豆区、黄淮大豆产区、和南方大豆产区,系统进化树显示:4103和4032都来自南方大豆产区,来源地分别是浙江和上海,系统进化树显示具有很高的同源性;4297、4103、4032、SC3、DB630、ZHZH131在系统进化树上处于较近的分枝上。其中4297、4103、4032、SC3,来自南方大豆产区,DB630来自东北大豆产区,ZHZH131来自黄淮大豆产区。此分枝上来自南方的毒株较多,说明毒株来源地与CP序列的同源性有一定的联系。然而WF63、JN17、HB98、WF64、BJ157、3257、3331属于黄淮大豆产区,H150、DB359、DB380、H161、属于东北春大豆产区,Y049、4026、4469-4、4233属于南方大豆产区,它们在进化树上也处于较近的分枝上。ZHZH131和ZHZH144都来自河南省,在系统进化树中分属较远的分枝;BJ157和BJ166都来自北京市,在系统进化树中也分属较远的分枝。说明来自相同地区的毒株可能在相近的分枝上,也可能在较远的分枝上。由此可见,氨基酸序列的同源性与病毒来源地之间相关性不明确,有待进一步研究。H150和Y049 CP基因同源性较高,在很近的分枝上,它们同属于SC-11株系群。4026和BJ157在10个品种上的抗感反应基本一致,H150和Y049在鉴别寄主上的反应也是相同的(同时被划到SC-11株系群),它们之间同源性较高,在系统进化树中处于很近的分枝上;另外,3257、DB380、H161、3331四个毒株在进化树上属于较近的分枝,CP基因同源性较高,在株系划分时3257、DB380、H161归入SC-11,虽3331归入SC14株系群,但SC-11和SC-14只在一个鉴别寄主上的症状反应存在差异。该结果说明毒株在鉴别寄主上的症状反应与CP基因之间同源性高低可能具有一定的相关,CP基因之间同源性有可能成为株系划分的分子依据。值得注意的是毒株4103和4032在10个品种的抗感反应中差异较大,它们之间的同源性较高,系统进化树显示也属于很近的分枝。另有4026和BJ157、4469-4和4233、4103和4032、SC3和ZHZH131、Y049和H150毒株两两同源性较近,但在不同大豆品种上的反应类型并不相同。由此看来,SMV毒株的CP基因同源性与毒株在大豆品种上的致病性反应是否存在直接相关有待进一步研究。
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