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褐飞虱呼肠孤病毒(Nilaparvata lugens reovirus,NLRV),是1991年首次在日本被发现的,属于呼肠孤病毒科(Reoviridae),斐济病毒属(Fijivirus)。病毒基因组由10个节段的双链RNA组成,根据其在聚丙烯酞胺凝胶电泳中移动的位置定为S1至S10。NLRV属于昆虫病毒,可经过水稻从带病毒的褐飞虱传染给不带病毒的褐飞虱,但并不引起水稻发病,是非植物病原性呼肠孤病毒。NLRV主要是水平传播的,通过带毒的褐飞虱吸食水稻时而把病毒传到水稻上,病毒可以在水稻的韧皮部和木质部内传递,但是不在水稻内复制增殖。为了进一步明确NLRV存在的意义,本论文做了以下研究:
1 NLRV快速分子检测技术的建立和优化
根据该病毒的S8基因序列设计了两对特异引物,外套引物和内嵌引物,并利用巢式PCR的方法对目地片段进行两轮PCR扩增,结果表明巢式PCR的灵敏度和特异性比常规的Rt-PCR反应要高。为了保证检测更加准确,再根据S10基因序列设计一对引物,进行Rt-PCR扩增,使检测方法有了双重保证。
2 NLRV在褐飞虱的唾液腺、肠道以及卵巢的电镜观察
通过对NLRV在褐飞虱的唾液腺、肠道以及卵巢的电镜观察,发现这三个部位都存在NLRV病毒粒子,在20.42nm2的面积罩统计,唾液腺的病毒粒子最多平均达到379个,其次是消化道,最少的是卵巢平均只有20个,差异显著。NLRV能够侵染褐飞虱的多个器官、并在能在体内大量地繁殖,但未观察到明显的细胞病理学变化,可以推断,NLRV与褐飞虱具有很高的亲和性。
3 不同地理种群和生物型Ⅰ的褐飞虱的带毒情况
通过对不同地理种群的褐飞虱调查,发现只有海南陵水地区带毒率较低,为21.4%,而江西南昌地区的带毒率是93.3%,江苏扬州、浙江杭州、广东广州地区的带毒率均为100%。对于来自广西农科院植物保护所的8头生物型Ⅰ的褐飞虱进行检测,发现全部带有NLRV。测序后,把江西、江苏、浙江、广东地区的结果与NLRV S8相应序列进行分析比较,结果是NLRV核苷酸的同一率在94.8%~98.3%之间,说明不同地区之间的亲缘关系很近。再把海南地区的结果与NLRV S10相应序列进行分析比较,NLRV核苷酸的同一率也有95.3%与97.5%。这一方面反映了褐飞虱携毒大范围扩散的特点,另一方面表明病毒对褐飞虱地理种群和生物型没有选择作用,暗示病毒的进化或分化要比褐飞虱慢或效率低。
4 有机稻田及常规稻田褐飞虱带毒率的比较以及褐飞虱种群动态的分析
对有机稻田和常规稻田10月份褐飞虱带毒率做了连续的调查,结果显示有机稻田的褐飞虱比常规稻田的褐飞虱带毒率小,但是随着时间的推移,两者的带毒率差距缩小,最后有机稻的褐飞虱带毒率达96.6%,常规稻达到100%。结合褐飞虱的种群动态,10月常规稻田的褐飞虱比有机稻田的多,并且到了10月中旬常规稻田的褐飞虱开始暴涨。说明NLRV在褐飞虱种群中在不断地扩散,并且种群数量大更有利于传毒。进一步调查发现,有机稻田褐飞虱种群数量得到控制得益于有机稻田褐飞虱天敌,其天敌的数量和种类都比常规稻田的多。这能从侧面反映NLRV对褐飞虱种群的猖獗与否没有直接的影响。