高效靶向降解烟草花叶病毒核酸的dsRNA筛选与大量制备

【目的】筛选高效靶向降解烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV）的dsRNA,实现其大量制备,并探究其作用机制。【方法】以TMV编码的CP、MP、RdRP功能基因为靶序列,体外转录合成相应的dsRNA,浸润本氏烟（Nicotiana benthamiana）,24 h后接种TMV,于接毒后2、3 d取样提取总RNA和蛋白质,以CP基因mRNA水平和蛋白水平为指标,结合TMV病毒生物学症状,综合评价各dsRNA对TMV的抑制效果。同时结合侵染性克隆TMV-30B在本氏烟烟株上的荧光表达现象和TMV在三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）上的过敏性坏死反应（hypersensitive necrosis reaction）,通过比较TMV基因组上6个靶序列相对应的dsRNA,筛选出高效抑制TMV的dsRNA片段。为了获取大量的dsRNA,将dsRNA对应的基因片段插入到原核表达载体L4440的双T7启动子之间,转化至RNase III缺陷型大肠杆菌（Escherichia coli）HT115（DE3）中,并对原核表达制备的dsRNA喷施烟草后生成的siRNA进行深度测序,比较外源施用dsRNA后,对TMV侵染的small RNA表达特征和富集带的影响。【结果】筛选出高效影响TMV CP基因表达的dsRNA RdRP1461-1774,并构建了可诱导形成目的dsRNA的原核表达载体L4440-dsRdRP1461-1774,可在DE3中大量制备RdRP1461-1774的dsRNA,菌液中提取的dsRNA喷施于烟草上对TMV的防治效果显著。TMV-30B侵染本氏烟时荧光数量减少,并能够延长叶片萎蔫时间,在三生烟上施用时叶片枯斑数量明显减少。小RNA测序结果显示TMV侵染引起的RNAi过程中正义链和反义链以大致相等的频率产生siRNA,而外源性dsRNA的浸润会引起靶向区域siRNA的富集,siRNA反义链累积量骤增,对应的正义链累积量骤减,外源dsRNA的施用能够引起siRNA表达丰度的变化。【结论】通过比较dsRNA介导植物靶向抗TMV侵染的效果来筛选抗烟草花叶病毒的dsRNA序列,最终选定TMV RdRP基因上一段长313 bp的高效作用片段,该片段dsRNA能够高效与靶基因结合,降低染病植株烟草花叶病毒的表达量。同时构建了RdRP1461-1774基因的dsRNA原核表达系统,实现其低成本的高效量产,为后续dsRNA在植物病毒方面的防治应用打下了基础。     

应用dsRNA测序技术检测草鱼呼肠孤病毒的混合感染

从草鱼(Ctenopharyngodon idellus)出血病疑似病料提取物感染的草鱼肾细胞(CIK)中提取病毒基因组dsRNA,电泳显示出水生呼肠孤病毒基因组的典型特征。应用简化的FLAC(full-length amplification of cDNA)技术扩增得到病毒的4个全长基因组片段进行测序分析。核酸序列BLAST分析表明:其中3个基因组片段与GCRV-873第5、9、10片段高度同源,另外1个基因组片段与GCRV-HZ08第11片段高度同源;因此推测病料中同时存在两种不同的病毒核酸,但也可能存在一种杂合病毒。根据已发表的GCRV-HZ08第5、9、10片段设计了3对引物对分离的病毒总RNA进行RT-PCR检测并测序,结果显示这3个片段与GCRV-HZ08第5、9、10片段均具有99%同源性,表明是由于混合感染而存在两株不同病毒的核酸dsRNA,两株病毒分别命名为GCRV-JX01和GCRV-JX02。首次运用dsRNA测序法检测出了GCRV病毒的混合感染,为草鱼呼肠孤病毒的流行病学和防控提供了一种新的技术选择。     

一种实用的双链RNA病毒基因组克隆方法

以克隆水稻矮缩病毒(Rice dwarf virts,RDV)基因组片段S11、S12为例,报道一种克隆植物dsRNA病毒基因组的方法.具体过程为:利用T4 RNA连接酶将5′-磷酸、3′-氨基修饰的引物Primer 1连接到RDV病毒基因组第11、12片段dsRNA的3′-OH端,经逆转录、退火、补齐形成全长双链cD-NA,使用单一的互补引物Primer 2进行PCR扩增,扩增产物克隆在pMD 18-T载体上,对重组子进行两次限制性内切酶分析,结合序列测定分离鉴定S11、S12.结果表明,这种方法能同时克隆RDV基因片段S11、S12,是一种有效实用的dsRNA病毒基因组克隆方法.     

口蹄疫病毒YN株VPI-2A基因的克隆及遗传变异分析

以口蹄疫病毒YN株RNA为模板,用设计的特异引物RT-PCR扩增出大小为1 055 bp的基因片段,并对PCR产物克隆测序进行序列分析。结果表明:供试病毒的VP1-2A基因的核苷酸序列与参考毒株的同源性为77.65%~93.00%,对应的氨基酸序列同源性为87%~97%。     

双链RNA病毒定量分析的影响因素研究

以水稻双链RNA(dsRNA病毒)为例,研究了2种总RNA提取方法(Trizol法和柱层析法)以及寄主DNA污染对dsRNA病毒定量分析的影响。结果显示,2种总RNA提取方法中,Trizol法的dsRNA损失比率较大,不能应用于dsRNA病毒的定量分析;无论DNase I处理与否,提取的总RNA样品中普遍存在DNA污染。对于真核生物而言,通过设计跨内参基因内含子的引物可以有效地克服寄主DNA污染对定量分析的影响。     

长距离PCR法扩增RHDV全基因组及其序列分析

从人工感染RHDV致死的兔肝组织中提取病毒总RNA,应用特异性引物将病毒RNA反转录成cD-NA,以此为模板用长距离PCR法扩增RHDV全基因组,将成功扩增出的RHDV全基因组克隆到pMD18-T载体中,经PCR鉴定及酶切分析后进行序列测定。测序结果表明,JX97全基因组由7 437个核苷酸组成,包括由9个核苷酸组成5′NCR、59个核苷酸组成3′NCR和一个至少含有27个核苷酸的poly(A)尾。序列比较结果显示,RHDVJX97株的衣壳蛋白与已报道的参考毒株具有较高的序列同源性,均在90%以上,提示所有的RHDV分离株具有较近的亲缘关系。     

兔出血症病毒VP60主要抗原表位基因的克隆与序列分析

本实验用RHDV CD株人工感染家兔,发病死亡后,取肝脏匀浆,用Trizol试剂从匀浆上清中提取病毒RNA。根据Genbank已发表序列保守区设计并合成引物,采用RT—PCR方法扩增了RHDV衣壳蛋白VP60主要抗原表位基因。PCR产物纯化后,进行序列测定。测序结果表明,VP60主要抗原表位基因长525bp。该序列与已发表的其它13株RHDV VP60同一核苷酸序列及推导的氨基酸序列进行同源性比较。结果显示,CD株核酸序列与WX-84株同源性最高为97.5%,与其它毒株的同源性在92.0%~96.6%之间。氨基酸序列与WX-84株、墨西哥Mexico-89株同源性最高为99.4%,与其它毒株的同源性在96.6%~98.3%之间。     

不同毒株犬瘟热病毒结构基因的通用扩增及序列测定

为了更准确、快速、高通量地追溯犬瘟热病毒流行毒株来源,揭示其进化规律,本研究分析比对了GenBank中已公布的23株犬瘟热病毒全基因组序列,针对6个结构基因的保守区设计了特异性通用引物,用于扩增犬瘟热病毒野毒株和疫苗株的6个结构基因。经过优化引物对的特异性、通用性、工作浓度及退火温度等,最终确定6对特异性通用扩增引物,对本室保存的3株疫苗毒CDV-3株、OR12株、CDV/R-20/8株,及2个流行毒HBF-1株和SD(14)07株的6个结构蛋白基因进行RT-PCR通用扩增。取5μL扩增产物进行1%琼脂糖凝胶电泳,结果显示,以上述5株犬瘟热病毒的cDNA为模板,用6对通用引物扩增,分别获得6个特异性条带,大小与预期相符。选取疫苗毒CDV-3株和野毒HBF-1株N、P、M、F、H和L基因连接至p EASY-Blunt载体上,进行序列测定。测序结果显示,与GenBank中已公布的序列同源性均大于99.0%,证实筛选的6对特异性引物能够实现对犬瘟热病毒野毒株和疫苗株的不同结构基因的准确扩增,并获得精准序列。这提高了犬瘟热病毒检测鉴定的效率和特异性,有利于人们快速、准确地获取犬瘟热病毒未知毒株结构基因的序列,追溯病原来源和分析其进化规律,为疫苗研制提供思路。     

一种鉴别猪瘟C-株和其他毒株的分子生物学方法

根据已发表的猪瘟病毒(CSFV)核苷酸序列,筛选出C-株与其他毒株的核苷酸序列差异标记CTTTTTTCTTTT,并设计包含此标记序列的CSFV特异性PCR引物对及nested-PCR引物对。从待检猪脾脏或淋巴组织中提取总RNA,用AMV逆转录酶进行逆转录后,进行PCR和nested-PCR。将扩增片段纯化回收并克隆到pMD18-T载体进行测序。对测序结果进行分析,含有此标记序列的即为C-株,不含此标记序列的则为其他毒株。     

辽宁地区高致病性蓝耳病病毒N基因的克隆及序列分析

从辽宁的本溪、沈阳、抚顺、鞍山等地采集疑似高致病性蓝耳病病料,将采集的肺和淋巴结分别研磨,离心并制备成病毒悬液,用试剂提取RNA,将提取出的RNA反转录成cDNA,然后用特异性引物对目的片段进行克隆扩增,最后将所得目的片段测序并与国内其他分离株进行序列分析.结果获得480bp特异性高致病性蓝耳病病毒N基因片段,与国内其他地区高致病性蓝耳病病毒分离株的N基因相比较,核苷酸序列同源性在91.1%以上,氨基酸序列同源性在98.6%以上,表明高致病性蓝耳病病毒辽宁地区分离株与国内其它分离株亲源关系较近,属于同一分支.     

基于TC-RT-PCR方法的几种烟草主要病毒病的多重检测体系的构建

为避开病毒病检测中分子生物学方法检测时RNA提取这一复杂费时费力的过程,且能在同一个反应中同时检测多种病毒病,使大量病毒病样品和多种病毒病复合侵染的检测更简单、快捷。对我国常见的3种烟草病毒的外壳蛋白基因部分序列设计引物,通过优化反应条件,摸索扩增参数构建多重TC-RTPCR检测体系。结果表明:首次成功构建能同时检测TMV、CMV和PVY的多重TC-RT-PCR检测体系。该技术无需RNA的提取,包括叶片研磨、捕捉、反转录、PCR扩增和电泳检测等步骤,简单快捷、省时省力,具有高效性、系统性和经济简便性等特点。     

3种甜樱桃病毒PNRSV、PDV及LChV-2的多重RT-PCR检测方法的建立与应用

【目的】建立可同时检测李属坏死环斑病毒（Prunus necrotic ringspot virus,PNRSV）、李矮缩病毒（Prune dwarf virus,PDV）、樱桃小果病毒2（Little cherry virus-2,LChV-2）的多重RT-PCR检测方法。【方法】以复合感染3种病毒的甜樱桃病株叶片为材料,采用CTAB法提取样本总RNA,选用随机六聚体引物对植物样本总RNA进行反转录,所得cDNA作为多重RT-PCR的扩增模板。根据GenBank中PNRSV、PDV、LChV-2基因组序列共设计6对特异引物,分别通过单一RT-PCR和多重RT-PCR筛选出可用于同时检测3种甜樱桃病毒的引物组合。对多重RT-PCR的退火温度及循环数进行优化,以筛选出各引物组合的最适扩增条件。分别以单一感染PNRSV、PDV、LChV-2、复合感染3种病毒、单一感染樱桃病毒A（Cherry virus A,CVA）及甜樱桃无毒苗为样本,对多重RT-PCR引物的特异性进行分析。选取复合感染3种病毒的甜樱桃总RNA的反转录产物为初始模板,按照梯度稀释法依次将模板稀释为2、22、23、24、25倍,在相同PCR反应体系及反应条件下分别对各引物组合的灵敏度进行分析。多重RT-PCR的扩增条带经凝胶回收试剂盒回收纯化后连接至pMD18-T vector,克隆测序,以验证多重RT-PCR检测的准确性。并应用该方法对山东泰安地区甜樱桃生产园中间隔栽培的中国樱桃进行检测。【结果】筛选到2个可以应用的引物组合,组合1“PNRSV-S1/A1、PDV-S2/A2、LChV2-S1/A1”可分别特异性地扩增733、467、337 bp的片段。组合2“PNRSV-S1/A1、PDV-S3/A3、LChV2-S1/A1”可分别扩增得到733、265、337 bp的片段。扩增产物大小与预期相符。多重RT-PCR反应条件优化结果显示,在退火温度52℃、35个循环条件下,2个引物组合的检测效果均较为理想。特异性分析结果显示,2个引物组合均能特异性检测其各自的靶病毒。灵敏度分析结果显示,2个引物组合在cDNA的23×稀释液中仍能特异性扩增,但扩增条带的强度稍有差异,其对植物总RNA的反转录产物的最低检测浓度为107.9 ng•μL-1。克隆测序及序列分析表明,2个引物组合对各自靶病毒的检测结果可靠。应用该方法对9个中国樱桃样本进行检测,结果显示,测试样品均至少感染了2种病毒,其中5个样品复合感染了3种病毒,2个样品同时感染PDV和LChV-2,2个样品同时感染PNRSV和LChV-2。【结论】应用建立的多重RT-PCR检测方法可稳定、准确、灵敏的同时检测单一或复合侵染的3种甜樱桃病毒。     

猪诺如病毒巢式RT-PCR检测方法的建立与应用

为了解中国猪群中猪诺如病毒感染情况,本研究根据猪诺如病毒保守的RNA依赖性RNA多聚酶(RNA Dependent RNA Polymerase,RDRP)基因序列设计了一套巢式RT-PCR引物,用该引物从猪粪便样品中扩增出与预期目的产物大小一致的条带,经克隆、测序后获得的序列与GenB ank数据库序列比对,证明所扩增的序列属于猪诺如病毒,表明本研究成功建立了猪诺如病毒巢式RT-PCR检测方法。该检测方法具有高特异性和敏感性,应用该方法检测某猪场健康育肥猪粪便样品,阳性率为54.5%。通过RDRP基因进行核苷酸同源比对发现本文获得的猪诺如病毒Wuning 1株属于GII群诺如病毒,与美国猪诺如病毒毒株OH-QW101/03/US、中国猪诺如病毒毒株Norovirus pig/GII/Ch6/China/2009核苷酸序列同源性最近。值得注意的是猪诺如病毒Wuning1毒株与武汉人诺如病毒毒株E2120/CHN/2010核苷酸同源性高达77.1%,说明猪诺如病毒Wuning 1毒株与武汉人诺如病毒基因组上亲缘性较近。本研究成功建立了一种检测猪诺如病毒的巢式RT-PCR方法,并应用于临床猪粪便样品的检测,为猪诺如病毒的诊断与监测提供了可供借鉴的方法、为猪诺如病毒的进化、分子病毒学及与人诺如病毒关系的深入研究提供依据。     

一种快速提取烟草病毒的方法

为寻找高效快速提取植物总RNA的检测方法,以白肋烟叶片为材料,用Trizol试剂盒提取总RNA。依据黄瓜花叶病毒和马铃薯X病毒的外壳蛋白保守序列设计特异性引物,进行RT-PCR检测,从感病叶片中分别扩增出326bp、392bp的目的片断,而对照叶片中无此扩增带。将PCR产物连接pGEM-T载体上,转化大肠杆菌DH5α,得到了含有目的片断的重组子。序列分析表明,与Gene Bank中报道的这两种病毒核苷酸序列进行比较,同源性均达到96%以上。从而证明Trizol试剂盒可以在1 h内提取到纯度高、含量高、完整性好的总RNA,快速、简便、可靠。     

诱导提取的dsRNA粗提液对黄瓜绿斑驳花叶病毒的抑制作用

在已测序的黄瓜绿斑驳花叶病毒运动蛋白基因序列的基础上,设计特异引物,扩增全长基因,将其插入到原核表达载体L4440的2个T7启动子之间,构建能诱导形成双链RNA (dsRNA)的原核表达载体L4440-MP,并转化大肠杆菌HT115(DE3),经IPTG诱导,提取了高质量的dsRNA.将提取的dsRNA对黄瓜进行抗病性...     

香石竹坏死斑点病毒的鉴定与检测

调查表明云南省昆明市团结乡香石竹普遍发生病毒病。电镜负染检测采自团结乡香石竹病毒病病样,病叶汁液中观察到弯曲长线型的病毒粒体,长度约1000~1600 nm,直径约12 nm。对这些病样的叶片进行间接ELISA检测,所有样品与香石竹坏死斑点病毒抗血清都呈阳性反应。按照报道的长线形病毒属简并引物合成引物,采用RT-PCR法对血清反应呈阳性的香石竹总RNA扩增了1059ntsHSP70基因部分编码序列,将其克隆到pMD18-T载体上,并进行序列分析。根据测序结果设计引物建立RT-PCR扩增检测方法并测定其灵敏度。结果表明,使用简并引物和新设计的引物均能从CNFV感病香石竹组织中扩增出与预期大小一致的目标片段,而健康组织无此扩增产物。灵敏性测定结果表明该特异性引物RT-PCR可从稀释106植物总RNA中检测出病毒。     

基于高通量测序的技术检测梨树病毒

【目的】 研究运用基于高通量测序的技术检测梨树病毒,为梨树病毒的检测提供新方法。【方法】 于2014年、2017年、2018年4月中旬采集库尔勒香梨花朵若干,分别进行转录组测序,将得到的序列经过转录本拼接、层次聚类和基因功能注释,筛选出注释为植物病毒的序列作为候选病毒序列。利用RT-PCR方法检测随机采集的香梨枝条样品,验证高通量测序结果的可靠性。【结果】 根据3组转录组测序数据的生物信息学分析结果,分别对注释为来源于植物病毒的66、202和921条基因序列进行分析。3种梨树中已报道的病毒,分别是苹果茎痘病毒、苹果茎沟病毒和苹果褪绿叶斑病毒,以及梨树中未报道的芸薹黄化病毒。采用设计的特异性引物,通过RT-PCR技术对筛选出的4种病毒进行扩增验证,结果扩增出苹果茎痘病毒和苹果茎沟病毒的目的片段。【结论】 高通量测序技术可作为检测梨树病毒的一种快速、有效手段。     

同时检测豇豆花叶病毒属与蚕豆病毒属病毒的通用RT-PCR检测方法

【目的】建立一个可同时检测豇豆花叶病毒属（Comovirus）和蚕豆病毒属（Fabavirus）病毒的通用RT-PCR检测方法。【方法】通过基因组序列的多重比对分析,在其保守区域设计简并引物,用于这2个病毒属病毒的通用RT-PCR检测,并进行灵敏性、特异性试验。为便于PCR产物直接测序,在简并引物中引入通用测序引物（RV-M和M13-47）,并通过序列分析对病毒种类鉴定。利用该方法对来自福建柘荣的太子参病毒进行检测验证。【结果】设计一对简并引物,建立了一个用于扩增豇豆花叶病毒属和蚕豆病毒属病毒部分依赖于RNA的RNA聚合酶（RdRp）基因的通用RT-PCR方法。该方法成功用于检测安第斯马铃薯斑驳病毒（ApMoV）、蚕豆染色病毒（BBSV）、蚕豆真花叶病毒（BBTMV）、菜豆荚斑驳病毒（BPMV）、豇豆花叶病毒（CPMV）、豇豆重花叶病毒（CPSMV）、南瓜花叶病毒（SqMV）、红三叶草斑驳病毒（RCMV）和萝卜花叶病毒（RaMV）9种豇豆花叶病毒属病毒;蚕豆萎蔫病毒1号（BBWV1）、蚕豆萎蔫病毒2号（BBWV2）2种蚕豆病毒属病毒共计17个分离物,而不能与同亚科的线虫传多面体病毒属病毒及健康寄主植物反应,显示出良好的广谱性和特异性。在简并引物的5′端分别加入一段非互补的通用测序引物序列（RV-M和M13-47）,不仅可以利用该通用测序引物进行PCR产物直接测序,而且检测灵敏度可以提高10-100倍。序列及系统发育分析表明,所扩增的序列可以把豇豆花叶病毒属和蚕豆病毒属病毒区分到种的水平。利用该方法测定了BBSV的部分RdRp基因序列,显示出与RCMV具有最近的亲缘关系。利用该方法在太子参中检出BBWV2。【结论】建立的通用RT-PCR方法可用于豇豆花叶病毒属和蚕豆病毒属病毒的广谱性检测,结合序列可进行病毒种类的快速鉴定,并且可能用于新病毒种类的检测鉴定。     

简并引物设计与大戟科3种植物WAX基因片段的克隆

在大戟科3种重要经济植物木薯、蓖麻、小桐子中,扩增WAX基因片段。利用CODEHOP方法设计简并引物,同时在3种植物中提取高质量的总RNA并反转录为cDNA,结果扩增在3种植物中得到特异性片段,克隆测序,并采用生物信息学技术进行序列分析。结果证明CODEHOP简并引物设计科学。同时证明WAX基因的保守性较高,在大戟科3个物种中同时得到了WAX基因片段序列信息,具有较高同源性。为以后WAX基因研究奠定重要基础。     

狂犬病病毒SRV_9株修饰全长基因组cDNA克隆的构建

为获得狂犬病病毒(rabies virus,RV)SRV9株的基因组全长cDNA克隆并对其进行基因修饰,深入研究狂犬病病毒的基因组特性及构建新型病毒载体,本研究根据GenBank中公布的SRV9基因组序列设计数对引物,以SRV9病毒为材料,从病毒总RNA中将全长基因组11 928 bp分5段扩增,克隆至载体测序鉴定。测序正确后,设计引物缺失基因组Ψ区并在缺失位置插入人细胞色素C基因,又设计引物删除糖蛋白(G)胞质区(CD区)。利用引物在病毒基因组起始处添加锤头状核酶序列,在病毒序列结尾处添加了丁型肝炎核酶序列。再次测序后克隆至pcDNA3.1(+)载体,利用扩增片段自身内切酶位点顺次进行修饰后全长连接,从而获得含修饰SRV9全长基因组的质粒pcDNA3.1-SRV9,为RV感染性克隆的建立奠定了基础。