枣疯病和酸枣丛枝病植原体16S rDNA和tuf基因的序列同源性分析

 【目的】枣疯病是枣树上由植原体引起的一种毁灭性病害，遍布于中国华北、西北、华东、华南等25个省(市)的枣区，造成了巨大的经济损失。【方法】经PCR扩增，分别对中国陕西的彬县、阎良、武功、佳县、杨凌，河北沧州和山东德州7个枣区的枣疯病样品和杨凌4个酸枣丛枝病样品植原体16S rDNA基因保守序列和延伸因子tuf基因进行克隆和测序。【结果】获得枣疯病和酸枣丛枝病植原体的16S rDNA基因片段均为1 239 bp，tuf基因均为851 bp。通过序列同源性比较，结果表明中国陕西、河北、山东的枣疯病的病原一致，归属于植原体16S rⅤ-B组。由于枣疯病和酸枣丛枝病的植原体16S rDNA有5个碱基的差异，tuf基因的同源性为99.6%，推测为同一个种的不同寄主生物学型。【结论】首次报道了中国枣疯病和酸枣丛枝病植原体16S rDNA和延伸因子tuf基因的序列，确定了枣疯病和酸枣丛枝病植原体的分类地位，为研究枣疯病植原体的致病分子机理、遗传本质提供理论依据。     

枣疯病植原体的分子检测与同源性鉴定

[目的]采用植原体16S通用引物建立枣疯病植原体PCR检测体系.[方法]采用植原体16S rDNA通用引物R16mF1/R16mR1,对陕西和山西具有枣疯病的枣树植株总DNA进行PCR扩增,获得了相关的枣疯病植原体序列.采用DNAMAN软件分析其同源性,绘制系统进化树.运用pDRAW32软件对17种具有16S rDNA分组的典型的限制性内切酶进行计算机模拟RFLP,确定枣疯病植原体同源性关系.[结果]从陕西和山西的枣疯病的植株中,分别得到1 433 bp和1 432 bp的条带,与已报道的枣疯病植原体比较,同源性达到99;以上,而与其他植物的植原体16S rDNA同源性多低于93;,并且与16S rDNA V-B组的遗传距离最近.pDRAW32软件模拟RFLP结果表明它们和已报道的JWB的RFLP图谱相似.[结论]枣疯病植原体归属于16SrDNA V-B,为枣疯病植原体PCR检测体系提供了理论基础.RFLP分析进一步验证了枣疯病植原体属于16SrDNA V-B,具有随地域变异性较小的特性,这将有利于不同地区枣疯病检测技术的建立.     

北京地区枣疯病植原体16SrDNA基因序列分析

利用植原体16S rDNA基因保守序列通用引物R16F2n/R16R2对北京昌平区西峰山村小枣患病植株总DNA进行PCR扩增,结果得到约1.2 kb的特异性DNA片段.对克隆扩增获得DNA片段测序,结果表明,北京昌平地区枣疯病植原体16S rDNA基因片段长1248 bp,与韩国枣疯病植原体同源性最高,为99.51%.序列同源性比较的结果表明克隆到的植原体归属于榆树黄化组16SrV-C亚组.     

北京地区枣疯病植原体16S rDNA基因序列分析

利用植原体16S rDNA基因保守序列通用引物R16F2n/R16R2对北京昌平区西峰山村小枣患病植株总DNA进行PCR扩增,结果得到约1.2 kb的特异性DNA片段。对克隆扩增获得DNA片段测序,结果表明,北京昌平地区枣疯病植原体16S rDNA基因片段长1 248 bp,与韩国枣疯病植原体同源性最高,为99.51%。序列同源性比较的结果表明克隆到的植原体归属于榆树黄化组16SrV-C亚组。     

赞皇大枣枣疯病植原体分子分类

 【目的】枣疯病是一种重要的植原体病害,本试验旨在明确惟一已知的天然三倍体品种--赞皇大枣枣疯病植原体的分类地位,为赞皇大枣枣疯病植原体分类研究提供参考。【方法】利用植原体16S rDNA通用引物对赞皇大枣枣疯病病株的DNA进行PCR扩增和克隆测序,通过BLAST比对进行序列分析,利用临位相连法构建16S rDNA系统演化树,并应用DNAstar软件进行虚拟RFLP分析。【结果】获得的赞皇大枣枣疯病植原体16S rDNA序列长度为1 850 bp（GenBank登录号GU184180）,包括1 529 bp的16S rDNA基因全序列、264 bp的邻近间隔区序列及57 bp的23S rDNA部分基因序列。同源分析表明,赞皇大枣枣疯病病原16S rDNA序列与其它植原体的相似性在87%—98%,其中与榆树黄化 Elm yellows（EY）(GenBank登录号l33763)最高相似性为98%;与大多数二倍体枣品种的植原体序列相似率达99%以上;其虚拟RFLP图谱与4个16SrⅤ亚组的代表序列图谱差异显著,赞皇大枣枣疯病植原体延伸因子tuf基因的序列(GenBank登录号JN001985) 比对结果表明,与其它亚组序列同源性为52.3%—76.7%。【结论】三倍体赞皇大枣枣疯病病原属于榆树黄化组(16Sr V),并与其中的B亚组亲缘关系最近;与二倍体品种的病原分类地位一致,说明枣疯病植原体在系统进化上比较保守。     

安徽地方枣种质枣疯病植原体16S rDNA序列分析

为研究安徽地方枣种质枣疯病16S rDNA序列特性,以健康及表现枣疯病症状的繁昌长枣叶片DNA为模板,克隆枣疯病植原体16S rDNA序列,获得1条1 248 bp的片段,命名为JWB-FJP1。同源性分析结果表明,JWB-FJP1属于16Sr V-B组,与重庆地方枣枣疯病植原体JWB-Xch(JQ675716)同源性最高,达到99.92%;与河北枣枣疯病植原体JWB-Hebei(GU184186)同源性最低,为67.06%,说明不同地区枣疯病植原体存在一定的生物学特异性。本研究结果为安徽地方枣种质枣疯病病原分类及其快速鉴定提供了理论依据。     

云南蔓草虫豆丛枝植原体16S rDNA和secY基因序列分析

【目的】为确定在云南元谋地区蔓草虫豆上发生的疑似丛枝病的病原种类。【方法】利用植原体16S rDNA基因及secY基因通用引物对蔓草虫豆感病植株总DNA进行直接PCR和巢式PCR扩增、克隆和测序,分别获得1.8 kb和1.7 kb的16S rDNA、secY基因片段。【结果】16S rDNA片段i PhyClassifier在线虚拟RFLP及系统进化分析表明:蔓草虫豆丛枝植原体属于16SrII-A亚组成员(相似系数为1.00),与候选种Candidatus Phytoplasma australasiae相关。基于secY基因同源性比对及构建的系统进化树,表明该株系与来源于云南、台湾的花生丛枝植原体组各株系的亲缘关系最近,确定了该株系属于16SrII-A亚组成员。该分类结果与基于16S rDNA基因的分析结果一致。【结论】本研究首次采用分子生物技术确定了云南元谋蔓草虫豆丛枝病的病原是植原体,明确了其分类地位,该结果可为该病害的早期诊断、检测提供理论依据。     

新疆枣疯病植原体tuf基因的克隆与序列分析

[目的]枣疯病是一种重要的植原体病害,了解新疆枣疯病植原体的系统发育关系及遗传分化,获取其分子特征信息.[方法]利用植原体tuf基因通用引物fTufu/rTufu对新疆枣疯病病株总DNA进行PCR扩增,对部分扩增片段克隆、测序及相似性分析.[结果]获得新疆枣疯病阿克苏株系(JWB-ASZ)和喀什株系(JWB-KHZ)的tuf基因片段分别为841和814 bp.经同源性比较分析,新疆枣疯病阿克苏株系(JWB-ASZ)与喀什株系(JWB-KHZ)均隶属于16S rV-B亚组枣疯病植原体.其中JWB-KHZ株系与枣疯病植原体河北株系的tuf基因核苷酸及氨基酸同源性最高,分别达到90.2;和81.5;;JWB-ASZ与枣疯病植原体陕西株系的tuf基因核苷酸及氨基酸同源性最高,分别达到94.2;和94.6;,而与16S rV其它亚组的核苷酸及氨基酸同源性均低于70;.枣疯病阿克苏株系与喀什株系的tuf基因核苷酸及氨基酸序列之间存在明显差异,同源性仅为为73.5;和63.5;.[结论]研究报道了新疆枣疯病植原体tuf基因序列,为揭示新疆枣疯病植原体不同株系的分子特征、分子变异和遗传多样性提供了基础.     

大连枣树丛植病病原鉴定

针对辽宁大连地区首次发现的枣树丛枝病病原进行了鉴定,利用植原体16S rDNA通用引物对R16mF2/R16mR1和R16F2n/R16R2对枣疯病(jujube witches’- broom phytoplasma,JWB - DL)植株总DNA进行巢式PCR扩增,并且通过软件pDRAW32进行RFLP电子酶切,根据分析结果构建系统发育树.结果表明,该病原序列与榆树黄花组( 16SrV)中的各亚组植原体同源率为99％以上,其中与16S rV -B亚组樱桃致死黄化(Cherry lethal yellow,CLY)同源性高达100％,而与其他组的植原体16S rDNA序列的同源率均低于96％,由此推断引起大连枣树丛枝病的为16SrV-B亚组的枣疯病植原体.     

枣疯植原体免疫优势膜蛋白基因imp-DZ的克隆与原核表达

[目的]为了解枣疯植原体免疫优势膜蛋白的特征,并进行初步表达.[方法]对北京农学院农业农村部华北都市农业重点实验室测得的枣疯植原体JWB-Dongzao免疫优势膜蛋白基因imp-DZ序列进行一致性、进化树和蛋白信号肽与跨膜区分析,分别设计引物扩增完整imp-DZ序列和去除跨膜区编码序列,克隆到蛋白表达载体pBM30上进行原核表达.[结果]imp-DZ基因序列大小为459 bp,编码152个氨基酸,除与枣疯植原体Jwb-nky中一个编码假定蛋白的基因一致性达到96％之外,与其他植原体imp基因核苷酸和氨基酸序列一致性均低60％.枣疯植原体JWB-Dongzao的imp-DZ与16SrV组其他成员imp基因聚在一个分支.携带Imp-DZ跨膜区的重组菌无法表达该蛋白,去掉跨膜区后蛋白得到大量表达.[结论]该研究成功表达了枣疯植原体的免疫优势膜蛋白Imp-DZ,证实了跨膜区影响其在大肠杆菌中的表达,为下一步制备该蛋白抗血清和探索植原体与寄主植物互作机制提供依据.     

新疆柳树花变叶植原体分子鉴定

为研究新疆7个地区柳树花变叶病为何种病原物所造成，本研究以分子生物学技术对其进行鉴定。通过CTAB法提取柳树总DNA，对其16S rRNA基因和tuf基因进行PCR扩增，将测序得到的基因片段通过Blast比对、同源性比较，构建系统进化树和16S rRNA虚拟RFLP分析。结果显示，PCR扩增分别获得16S rRNA（1 238 bp）和tuf（824 bp）的片段，证明该病害与植原体有关，将其命名为柳树花变叶植原体（WPP）；16S rRNA序列分析表明，WPP与中国桃黄化植原体（‘Prunus persica’ yellows phytoplasma）、枣疯病（‘Ziziphus jujuba’ witches’-broom phytoplasma）、杏褪绿卷叶植原体（Apricot leaf roll phytoplasma）同源性均为99.68%；16S rRNA虚拟RFLP分析结果表明，WPP与枣疯病株系（GenBank登录号：AB052876）有 99.8%的相似性，虚拟RFLP模式与16SrV-B亚组的参考模式相同，相似系数为1.00，进一步证明WPP为16SrV-B亚组成员。WPP tuf基因与榆树黄化组(EY)同源性达99%以上，系统进化树显示，柳树花变叶植原体与榆树黄化组（16SrV）植原体聚为一枝。柳树花变叶植原体属于16SrV-B、tuf-B亚组。     

氯化铯密度梯度离心法提纯枣疯病植原体DNA

本研究利用CTAB法提取感染枣疯病的枣树叶片总DNA,再通过氯化铯-双苯酰亚胺密度梯度离心从总DNA中富集纯化枣疯病植原体DNA。利用枣树26S r DNA基因和枣疯病植原体16S r DNA基因的特异引物,分别对富集纯化前后感病枣树叶片总DNA进行PCR扩增。结果表明,模板浓度为1 ng/μL时,富集后的总DNA模板扩增枣树26S r DNA的电泳条带亮度低于富集前,扩增枣疯病植原体16S r DNA电泳条带亮度明显高于富集前。Real-time PCR检测结果表明,模板浓度为1 ng/μL时,纯化后的枣疯病植原体DNA中26S r DNA相对纯化前的量为0.0638,而JWB相对纯化前的量为0.5035,这说明采用氯化铯-双苯酰亚胺密度梯度离心法可以有效地从感染枣疯病枣树总DNA中富集纯化枣疯病植原体DNA。     

水稻橙叶病植原体16S rDNA基因的序列分析

利用植原体16S rDNA通用引物对水稻橙叶病发病植株的DNA进行了PCR扩增和基因克隆.序列测定表明,PCR扩增的片段全长为1 853 bp,包括1 527 bp的水稻橙叶病植原体(RYL)的16S rDNA基因全序列、234 bp的邻近间隔区的序列及部分(92 bp)23S rDNA基因序列.序列比较结果表明,RYL的16S rDNA全序列与其他植原体的相似性在88%～95%,其中与America aster yellows(AAY,GenBank登录号X68373)最高相似性为95%.利用最大简约法构建的16S rDNA系统演化树结果表明:RYL与AAY亲缘关系最近,同被聚类为翠菊黄化组(16Sr Ⅰ).     

云南小驳骨丛枝植原体的分子鉴定及相关基因序列分析

【目的】确定采自元谋地区自然表现丛枝病的小驳骨(Gendarussa vulgaris Nees)植株是否感染植原体。【方法】通过利用植原体16S组和亚组通用或半通用特异性引物分别对植原体16S rRNA、rp和secY基因序列进行PCR扩增、克隆及测序分析;此外还对secY蛋白的蛋白特性及其结构进行了分析和预测。【结果】本研究获得了基因片段长度分别为1 248 bp的16S rRNA基因(nested PCR)、1 171 bp的rp基因和1 425 bp的secY基因。基于rp和secY基因核苷酸序列的同源性比对及构建的进化树推断的植原体遗传分化关系几乎与16S rRNA基因的推断相一致,均与植原体16S rⅡ-A亚组各株系的遗传进化关系最为接近,但rp和secY基因序列比16S rRNA基因序列能够呈现出更大的遗传变异程度;此外,对secY蛋白进行了生物信息学分析和初步探讨,发现它具有10个明显且分布相对均匀的跨膜螺旋区域,无信号肽。【结论】小驳骨丛枝病(Gendarussa vulgaris witches’-broom phytoplasma,GvWB-YNym)是由植原体侵染而发生,该植原体株系被划分到16S rⅡ-A亚组,相关的候选种为Candidatus Phytoplasma aurantifolia;secY蛋白生物信息参数的分析表明:secY蛋白在感病小驳骨植株中以疏水性稳定跨膜蛋白的形式存在,含10个明显的疏水跨膜区域,该蛋白不存在信号肽。     

差速离心结合脉冲电泳分离枣疯病植原体DNA

为了解枣疯病植原体的分子特征,明确植原体的致病机理及其与寄主的互作关系,以枣疯病组培苗为材料,利用差速离心结合脉冲电泳分离枣疯病植原体DNA。结果表明:感病组培苗在1600²200 kb之间出现一条明亮的条带,而健康组培苗没有,回收后经PCR检测,证明该目的条带是植原体DNA,实时定量PCR的分离结果表明:该实验方法能有效地将植原体基因组和植物基因组分离。     

玉兰黄化病病原的分子检测与鉴定

对表现叶片黄化的玉兰植株,利用植原体16S rRNA基因通用引物进行巢式PCR检测,得到1.4 kb的特异片段,将此片段克隆后进行序列测定、分析及构建系统关系树.结果表明,该片段与16SrI组中的各植原体同源率均达到99%以上,而与其他组的植原体16S rDNA序列的同源率均低于97%,认为该植原体株系为翠菊黄化植原体组中的成员之一.     

苦豆子丛枝病植原体的分子检测与鉴定

[目的]对苦豆子丛枝病植原体做出分子检测与鉴定.[方法]通过PCR扩增技术,分别利用植原体16S rRNA基因,16S-23S rRNA间区及tuf基因序列的通用引物对表现丛枝病症状的苦豆子总DNA进行扩增,得到约1.2、0.3和0.8 kb特异片段.将所得片段分别进行克隆、测序及序列同源性分析.[结果]苦豆子丛枝病植原体(SAWB)上述3序列与榆树黄化组B亚组(16SrV-B)的枣疯病植原体(JWB)相应序列的同源性最高.[结论]苦豆子丛枝病植原体为16Sr V-B亚组成员.     

基于secY基因对山东临沂枣疯病植原体的分子鉴定

利用FD9f／r引物对采自山东临沂的枣疯病样品进行secY基因的PCR扩增,并进行了序列测定,结果表明,该特异片段大小为1421bp。对获得的序列与NCBI数据库中相关植原体序列进行同源性分析、构建系统进化树和模拟RFLP分析,结果显示山东临沂枣疯病植原体属于secYV—C亚组,与secYV—B亚组的樱桃致死黄化株系（CLY5）和secYV—N亚组的桃树致死黄化印度分离株系（PY—IN）的亲缘关系最近,在亚组水平上进一步明确了山东临沂枣疯病植原体的分类地位。     

莴苣丛枝植原体免疫膜蛋白(Imp)的抗原表位预测及Imp基因原核表达

采用PCR方法,从采自云南元谋地区的莴苣丛枝植株总DNA中扩增到植原体免疫膜蛋白Imp基因,并进行抗原表位分析和原核表达。结果表明,莴苣丛枝植原体免疫膜蛋白Imp基因长519 bp,编码一个包括172个氨基酸的蛋白。蛋白分子量为19 ku,理论等电点为8.61,在N-末端有一个明显的跨膜区,不存在信号肽切割位点。抗原表位分析认为,该蛋白氨基酸的第62~83,95~113,133~145区段为该蛋白最可能的蛋白表位区。通过构建原核表达载体p ET30a-Imp,转入宿主菌BL21(DE3)-plys S中,经IPTG诱导表达出约25 ku的融合蛋白。     

陕西枣疯病发病规律与苗木带病检测

从彬县、佳县和清涧县采集的枣树苗、酸枣苗、枣树昆虫样品中提取总核酸,克隆与测序。结果表明,陕西彬县、佳县和清涧县3个枣区的枣疯病(JWB)植原体16S rDNA基因大小为1.2kb,基因序列基本一致,为同一个种,JWB和酸枣(WJWB)植原体16SrDNA的亲缘关系达到99.9%。由于JWB与16S rⅤ组B亚组成员榆树黄化(Elm yellows, EY)和悬钩子丛枝病(Rubuswitches’broom,RuS)的同源性分别是98.5%和98.3%。因此,JWB归属于植原体16S rⅤ组B亚组。PCR检测苗木结果显示,市场上的枣树苗带病较多,以佳县枣树苗的带病率最高,达到7.69%,彬县带病率最低,为4.35%;清涧县酸枣苗的带病率最高,达到19.05%。对枣疯病品种抗病性调查结果显示,‘婆枣’发病率较高(25.32%),‘晋枣’发病率最低(11.18%)。对在彬县与佳县枣园采集的中华拟菱纹叶蝉(Hishimonoides chinensis)、凹缘菱纹叶蝉(Hishimonus sellatus)、大青叶蝉(Cicadella viridis)和条沙叶蝉(Psammotettix striatus),用PCR检测带毒情况,结果显示,只有中华拟菱纹叶蝉和凹缘菱纹叶蝉携带枣疯病植原体,说明这两种叶蝉是陕西的枣疯病的媒介昆虫。在温室内,采用菟丝子和嫁接方式,能够传播枣疯病。