大麦黄矮病毒—寄主小麦—传毒介体蚜虫互作关系研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:neckil77
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大麦黄矮病BYDV是重要的禾谷类作物病毒病害,常常危害小麦、大麦、燕麦和玉米。BYDV的传毒介体蚜虫包括麦长管蚜(Sitobion avenae)、麦二叉蚜(Schizphis graminum)、禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)和玉米蚜(R.maidis)。BYDV和蚜虫常在麦田共同发生危害,田间种植抗性品种是对环境友善的控制病毒病和小麦蚜虫的有效方法。应用自然感蚜传毒法和堆测法田间人工接蚜传毒技术,综合应用发病率、病情指数及其比值分两年对36个引进材料和197个国内小麦及其近缘种种质资源对大麦黄矮病的抗性进行了田间鉴定。2007年发现KOK、KOKIPPCAS、Astron、tp19和Amigo-6是同时抗蚜和抗病毒病的材料,从美国引进的PI137739,PI262660和PI294994对田间麦长管蚜有一定的抗性,但感病株的病情分级均值较高,有潜在的感染病毒病的风险。对麦长管蚜有抗生性的小麦品种98-10-30对大麦黄矮病没有抗性。种植这类抗蚜品种,可能会导致病毒扩大传播。Tm和Tam200(13)G田间表现感蚜,但却对大麦黄矮病毒病有很好的抑制作用。小偃6号、186Tm10、98-10-35q-9和186tm39是既感蚜又感病毒的材料。2012年对197个材料的鉴定结果表明,有9个材料鉴定为抗病毒病的材料。11个材料被鉴定为对BYDV高感或感性的材料。根据发病率和病情指数,以及发病率和发病植株病级均值散点图中的离群值推测,发病植株的平均病级低于4级,但发病率大于80%的材料可能不阻止蚜虫的传毒,但能抗BYDV的为害。发病率小于60%,但发病植株的病级均值大于4级的材料可能仅仅抗传毒介体小麦蚜虫,而不是抗BYDV的为害。是有潜在风险的小麦品种。在大田条件下,连续两年研究了小麦-麦长管蚜-大麦黄矮病(BYDV)三者病原系统以及三个小麦品种的抗性对该系统的影响。结果表明,(1)蚜虫和BYDV共同感染的处理峰值蚜量(APN)比仅感染BYDV的处理高,而且峰值出现的时间也提前,在抗蚜品种98-10-30上,APN显著的低于感蚜的品种小偃6号和Tam200(13)G。(2)在98-10-30上,蚜虫和BYDV共同感染的处理上的有翅蚜的比例显著的比蚜虫单独侵染的高,但这种情况在Tam200(13)G和小偃6号没有发生。(3)在2012年,98-10-30由蚜虫和BYDV共同感染的处理上的BYDV发病率(DIC)显著的比其他两个品种高;2011,2012两年的BYDV单独处理区的Tam200(13)G的病情指数(DID)显著低于小偃6号和98-10-30。而在2012年,小偃6号在蚜虫和BYDV联合处理区的BYDV的DID显著高于Tam200(13)G。(4)蚜虫和BYDV联合感染的产量损失显著高于蚜虫和BYDV单独处理区。在98-10-30上,BYDV处理和蚜虫+BYDV联合处理的产量损失大于蚜虫单独处理和对照,在Tam200(13)G上,蚜虫和BYDV联合处理的产量损失大于蚜虫和BYDV单独处理,蚜虫主要导致穗粒数的下降,而BYDV主要导致千粒重的减少。以上这些结果表明,BYDV田间感染可以促进蚜虫种群的发展,带毒蚜虫的侵染促进了BYDV病毒的传播。在农田生态系统中,蚜虫和病毒单独感染均能引起显著的产量损失,而二者联合侵染引起的产量损失大于蚜虫或病毒单独侵染引起的产量损失。小麦的品种抗性能显著影响蚜虫的扩散,病毒的传播和产量损失,抗蚜的98-10-30能阻碍蚜虫的种群增加,但存在产生更多的有翅蚜,从而引起病毒扩大传播的风险。Tam200(13)G虽然不能阻止病毒的扩散,但能抑制病毒更进一步加重危害。多重PCR鉴定表明,田间三者关系研究的BYDV-GAV-12YL分离为GAV株系,本论文测得了该分离的基因组全长序列。多态性分析表明,株系间核苷酸和氨基酸相似性较低,GAV株系内各分离之间相似性较高。其和GenBank中登录号为KF523380(BYDV-GAV-YL4)的核苷酸相似性最高。预测BYDV-GAV-12YL分离各ORF区编码的结构和功能,ORF1编码蛋白可能与其他蛋白受体结合,参与定位和运输,推测与病毒粒子在寄主体内的侵染与扩散相关;ORF3 + ORF5编译的CP-RDT蛋白与让氏锥虫Trypanosoma rangeli的唾液酸有16.33%.相似性,可能参与与介体昆虫的识别;ORF6编码蛋白可能参与各种与物质运转相关的反应和信号识别。
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