猕猴桃宏病毒组学分析及三种新发生病毒的分子特性研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:bzah123
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猕猴桃(Actinidia spp.)为多年生藤本植物,中国是猕猴桃种植大国,种植面积和产量均居世界首位。近些年的田间调查发现,病毒病在中国栽培的猕猴桃上发生十分普遍,严重影响猕猴桃生产。相对其它重要果树的病毒病研究而言,猕猴桃病毒病害的研究起步较晚,目前开展的研究十分有限。本研究通过宏病毒组RNA测序,对我国部分地区栽培的猕猴桃进行了病毒鉴定,并对3种新发生病毒的分子特性、遗传多样性和侵染状况进行了研究,主要结果如下:(1)对6份表现明显病毒病症状的猕猴桃样品(包括2份单株样品和由多个单株叶片混合而成的4份样品)进行去核糖体RNA测序,经序列拼接和比对分析,鉴定到分属于4个科的11种植物病毒,包括:8种已报道病毒,即猕猴桃病毒1(Actinidia virus 1,Ac V-1)、猕猴桃褪绿环斑相关病毒(Actinidia chlorotic ringspots associated virus,Ac CRa V)、猕猴桃种传潜隐病毒(Actinidia seed-borne latent virus,ASb LV)、猕猴桃病毒A(Actinidia virus A,Ac VA)、猕猴桃病毒B(Actinidia virus B,Ac VB)、苹果茎沟病毒(Apple stem grooving virus,ASGV)、柑橘叶斑驳病毒(Citrus leaf blotch virus,CLBV)和猕猴桃山梣病毒2(Actinidia emaravirus 2,Ac EV-2),及首次发现侵染猕猴桃的3种病毒,即苹果茎痘病毒(Apple stem pitting virus,ASPV)、茶树线纹病毒(Tea plant line pattern virus,TPLPV)和苹果潜隐球状病毒(Apple latent sephical virus,ALSV)。对测序获得的各病毒的contig序列进行分析,发现Ac V-1、ASb LV、ALSV和TPLPV群体内存在较高的分子变异。采用病毒特异性引物对组成6份RNA测序样品的69份单株样品分别进行RT-PCR分析,发现30份样品中上述11种病毒为阴性,14份样品仅为其中1种病毒侵染,25份样品为2种或2种以上病毒的复合侵染。(2)AcV-1是2018年在猕猴桃上鉴定到的长线型病毒科(Closteroviridae)暂定种。本研究在RNA测序基础上,通过设计特异性引物进行RT-PCR扩增,获得了Ac V-1的2条全长基因组序列及2条近全长基因组序列,这些来自中国猕猴桃的Ac V-1分子变种的基因组结构与新西兰报道的Ac V-1分离物K75相同,包含12个阅读框(Open reading frame,ORF)。对所获得基因组序列及RNA测序得到的该病毒的7条contig序列(>10000 nt)进行比对分析,发现Ac V-1分离物间表现出高度的分子变异,变异主要发生在基因组5′端的非翻译区(5′UTR)、ORF1a、ORF2和ORF3,在系统进化树中聚为3个分支。首次发现该病毒不同分子变种ORF1a编码的复制相关蛋白所含保守结构域存在差异和不同分离物基因组序列间的重组现象。RT-PCR检测结果显示,在来自10省(市)的5个主要栽培种和未知种的249份猕猴桃样品中,该病毒的检出率为31.7%。(3)ASbLV是2018年首次报道的侵染猕猴桃的b-线性病毒科(Betaflexiviridae)李病毒属(Prunevirus)新病毒。本研究根据RNA测序获得的该病毒contig序列设计引物进行RT-PCR扩增,获得了ASb LV的6条全长基因组序列,其基因组结构与新西兰报道的该病毒分离物01227相同,包括4个ORF,但ASb LV不同分离物在ORF1的长度及ORF1编码复制相关蛋白结构域上存在差异。序列比对和系统进化分析的结果显示,该病毒存在较大的分子变异,形成3个系统进化分支。RT-PCR分析结果显示,77份猕猴桃样品中ASb LV的检出率为22.1%。(4)ALSV为日本报道的侵染苹果的伴生豇豆病毒科(Secoviridae)樱桃锉叶病毒属(Cheravirus)病毒,目前仅1条该病毒全长基因组序列。本研究根据RNA测序获得的该病毒contig序列设计特异引物,通过RT-PCR扩增和产物测序获得了侵染猕猴桃的ALSV的2个分离物的全长基因组序列,其基因组结构与已报道的该病毒苹果分离物相同,由2条正义单链RNA(RNA1和RNA2)组成,编码2个多聚蛋白。2个猕猴桃分离物ALSV-CQ6和ALSV-CQ8的基因组RNA1和RNA2序列相似性为95.0-98.0%,与苹果分离物Fukushima的相似性为73.0-78.0%,存在较大遗传距离。因此,认为侵染中国猕猴桃的分离物ALSV-CQ6和ALSV-CQ8为ALSV的新分子变种。在RT-PCR分析的77份猕猴桃样中,7份为ALSV阳性,检出率为9.1%。这是首次从猕猴桃鉴定到ALSV,并获得该病毒基因组序列。本研究所获结果明确了侵染我国猕猴桃的病毒种类和分布,丰富了猕猴桃病毒的种类及基因组信息,为进一步明确3种新发生病毒的分类地位、致病特点和建立高效分子检测技术提供了重要依据,进而为猕猴桃病毒病的防控提供科学信息。
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