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槟榔(Areca catechu L.)是海南第二大经济作物,种植面积高达99,661公顷。但槟榔林人多以纯林的结构出现,纯林树种单一,利于病虫害的传播扩散,导致近年来槟榔病虫害的发生愈发严重。新近我们在海南槟榔主栽区新发现两种病毒病害,分別命名为槟榔坏死梭斑病害(Areca plam necrotic spindle-spot disease,ANSSD)和槟榔坏死环斑病害(Areca plam necrolic ringspot disease.ANRSD)。本研究围绕ANSSD和ANRSD的流行学、病毒病原物鉴定、病毒分离物群体遗传多样性以及病毒—病害关联性分析等方面开展研究,取得主要研究结果如下:1.ANSSD及ANRSD在海南槟榔主产区的流行学研究2017年7月至2018年9月在海南槟榔主产区进行ANSSD及ANRSD的发病青况调查,结果发现:ANRSD为流行性病害,对槟榔生产造成严重危害,在调查区中的平均发病率为19%,万宁、定安和琼海三地发病率最高,分別为46%、45%和36%;ANSSD仅在保亭发现,平均发病率仅为1%。2.ANSSD及ANRSD的病原物鉴定通过透射电子显微镜观察、生物学特性研究和siRNA深度测序,发现ANSSD与ANRSD样品中均存在病毒病原物,分别命名为槟榔坏死梭斑病毒(ANSSV)和槟榔坏死环斑病毒(ANRSV)o ANSSV与ANRSV叶片样品粗提物在透射电镜下均观察到弯曲的线状病毒粒子,大小约15×780nm。通过汁液摩擦方法成功将ANSSV和ANRSV接种至草本指示植物本氏烟草,7天后发病植物呈现典型的病毒病害症状。通过siRNA深度测序和Blastx搜索比对GenBank病毒数据库,分别从ANSSV和ANRSV样品中获得与Polyviridae科病毒同源性较高的的contigs共44和24条,我们推测A NRSV与ANSSV均为Polyviridae科的新病毒成员。3.ANSSV及ANRSV的基因组测定及注释通过克隆测序获得ANSSV及ANRSV的全基因组序列。经NCBI Blastx比对,二者与Potyviridae科成员的开放阅读框(ORF)的核苷酸序列同源性最高,分别为44.6%(ANSSV)和42.4%(ANRSV),均低于Potyviridae科划分属的阈值(46%),因此认为ANSSV及ANRSV均属于Polyviridae科中的未报道属。二者均含有一个人的开放阅读框,两侧为5’及3’端非翻译区,ORF被切割为11个成熟蛋白,n端包含两个串联的半胱氨酸蛋白酶HC-Prol和HC-Pro2。目前尚未完成两种病害的科赫氏法则,不确定ANSSD和ANRSD是否分別与这两种新发观的病毒相关。4.ANSSV及ANRSV的系统发育分析对ANSSV、ANRSV及Potyviridae科代表性成员的氨基酸序列进行系统发育进化树分析,分析结果将ANSSV和ANRSV作为一个单独的分支,并归入Polyviridae科中的“Arepavirus”属。因此认为ANSSV及ANRSV是Polyviridae科中新发现的“Arepavirus”属的成员。“Arepavirus”属与Macluravirus属、Bymovirus 属和Bevemovirus属的关系最密切。5.源于ANRSV的干扰RNA(vsiRNA)的特性分析经分析发现,vsiRNA reads在ANRSV全基因组上没有生成热点,且覆盖正义基因组的频率显著高于覆盖反义基因组的频率;无论vsiRNA的长度如何,从ANRSV正义基因组中衍生出的vsiRNAs比从ANRSV反义基因组中衍生出的vsiRNAs数量多(1,062,691对547,182),推测单链RNA基因组中的二级结构可以作为DCL介导裂解的骓质,导致vsiRNA在链极性上的不对称分布;ANRSV只有21nt的vsiRNA高度丰富,因此推测在槟榔中参与ANRSVvsiRNA合成的主要的二聚核糖核酸酶是DCL4;ANRSV的vsiRNAs的5’端,通常对A/U具有强烈的偏好性,ANRSV vsiRNA优先被AGO1、AG02和AG04所吸收。6.ANRSV的遗传多样性分析ANRSV各分离株的CP基因之间的核苷酸同源性为91.6%-100%,氨基酸同源性为95.0%-100%,但ANSSV与ANRSV的核苷酸同源性和氨基酸同源性都较低(80.1%-81.5%和86.8%-88.6%)。相应地,系统发育进化树分析表明,所有ANRSV都与ANSSV存在明显差异。7.RT-PCR检测技术利用ANRSV CP基因设计的引物,对表现ANRSD症状的槟榔和健康槟榔进行ANRSV的RT-PCR检测,检出率高达95.6%,证明ANRSV与ANRSD关系密切,并说明我们设计的检测引物及检测方法是高效的,可作为今后ANRSV的检测鉴定提供ー种手段。