LNA探针实时荧光定量PCR检测小麦矮缩病毒体系的建立

 本研究通过对多个小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus, WDV)小麦分离物进行序列分析,在编码Rep蛋白N 端的基因保守区域设计一对特异性引物和一条长度为19 bp的TaqMan LNA探针,经过探针和引物浓度的系列优化,建立了WDV田间样品LNA探针实时荧光定量PCR检测方法,确定最优反应条件下的引物和探针终浓度分别为0.5 μmol/L和0.3 μmol/L。该方法建立的标准曲线斜率及相关系数分别为-3.424 3和0.997 3,扩增效率为96.0%,重复性试验组内变异系数为0.11%~1.34%,组间变异系数为0.44%~1.21%,最低检测限为55 copies/μL,其灵敏度是普通PCR的100倍以上。与普通TaqMan探针荧光定量PCR相比,该方法所用探针长度大大缩短,减少了探针间形成二级结构的机会,探针设计更加简单、方便。该方法适用于田间样品的早期监测,为病害流行调查提供了高效快捷的技术支撑。     

利用酵母双杂交系统筛选介体异沙叶蝉中与小麦矮缩病毒外壳蛋白互作的蛋白质

【目的】利用分离泛素酵母双杂交膜系统（split-ubiquitin yeast membrane system）,以小麦矮缩病毒（Wheat dwarf virus,WDV）的外壳蛋白（CP）基因为诱饵对异沙叶蝉（Psammotettix alienus L.）cDNA文库进行筛选,研究异沙叶蝉传播WDV的分子机制。【方法】以笔者实验室饲养的异沙叶蝉为材料,提取其总RNA后取100 ng进行纯化,利用SMART法反转录合成ds cDNA,经过Sfi I酶切纯化,连接到pPR3-N文库载体上,构建得到以pPR3-N为载体的异沙叶蝉分离泛素酵母双杂交膜系统cDNA文库。同时,构建带有Sfi I酶切位点的诱饵载体pDHB1-WDV CP,经功能检测后用诱饵载体初步筛选pPR3-N空文库,寻找适合筛库的条件和确定His基因产物抑制剂3-氨基-1,2,4-三唑（3-AT）的使用浓度。然后用诱饵载体筛选异沙叶蝉cDNA文库,对筛选结果进行分析,再通过共转验证和β-半乳糖苷酶检测进一步验证是否发生互作。利用Uniprot和KEGG在线网站,对筛到的蛋白进行gene ontology（GO）注释和Pathway分析。【结果】初级文库库容量超过2.0×10⁶ cfu,文库实际扩增数量大于1.3×10⁶ cfu,文库重组率大于97%,扩增文库插入片段平均长度大于1 000 bp,表明异沙叶蝉cDNA文库的质量较高。酶切验证显示诱饵载体pDHB1-WDV-CP中CP的插入完整而准确。功能检测表明融合蛋白能够正确表达。在3-AT浓度为5 mmol?L^-1的筛选条件下,诱饵载体筛选异沙叶蝉cDNA文库得到280个克隆,经测序和Blast比对分析最终得到12个可能与WDV的CP发生互作的异沙叶蝉蛋白质。将这12个蛋白质再次进行共转验证和β-半乳糖苷酶检测,最终得到9个蛋白质与WDV CP互作。GO注释显示,9个蛋白参与的生物过程包括蛋白去磷酸化、碳水化合物代谢过程、先天性免疫应答、模式识别受体的信号通路、运输、同向运输和乙醇氧化等;分子功能包括金属离子结合活性、蛋白磷酸酶活性、信号模式识别受体的活性、水解酶活性、磷酸离子载体活性和叶酸运输活性等。参考KEGG数据库,这些蛋白参与的代谢途径有泛素介导的蛋白水解途径、内吞作用、花生四烯酸代谢途径、cAMP信号通路和模式识别受体的信号通路等。【结论】异沙叶蝉分离泛素酵母双杂交膜系统cDNA文库的成功构建与筛选,为研究异沙叶蝉与小麦矮缩病毒的互作机制研究奠定了基础。     

大麦黄矮病毒GAV株系在麦二叉蚜体内的运行途径研究

 以生物学测定和酶联检测鉴定出的大麦黄矮病毒GAV株系为材料,研究了病毒在麦二叉蚜体内的运行途径。在麦二叉蚜不同组织的超薄切片中,只有在唾液附腺组织中观察到膜包被的病毒粒体,在后肠腔和血淋巴中的病毒粒体是游离的。说明病毒与唾液附腺膜上传毒蛋白(受体)的相互识别是介导传播的根本原因,而麦蚜的获毒过程不存在专化的识别过程。     

灰飞虱体内Wolbachia的检测及三种稻飞虱Wolbachia的wsp基因差异分析

采用PCR方法对灰飞虱感染Wolbachia情况进行检测,并对Wolbachia的wsp基因进行序列测定和系统发育分析,以明确各地区Wolbachia的差异及三种稻飞虱体内Wolbachia的差异。结果表明,12省份21地区灰飞虱群体Wolbachia平均感染率达到96.41%。各地灰飞虱体内Wolbachia不存在明显的地理种群分化。与褐飞虱及白背飞虱体内Wolbachia的wsp序列对比,灰飞虱与白背飞虱的序列一致,而与褐飞虱存在较大差异(相似性83.39%),处于不同的系统进化簇。表明感染白背飞虱与灰飞虱的Wolbachia处于相同株系,而感染褐飞虱的Wolbachia处于另一株系。     

转基因水稻Bt汕优63的整合结构和品系特异性定量PCR方法

为更好地监测转基因抗虫水稻(Oryza sativa L.)Bt汕优63品系的存在,满足转基因标识管理的要求,同时也为了解决阳性植物基因组DNA不容易获得的问题,本研究采用热不对称交互PCR(TAIL-PCR)、Genome Walking和长链PCR(LD-PCR)方法测定了基因枪转化的转cry1Ab/cry1Ac融合基因水稻品系Bt汕优63的外源插入DNA全序列,构建了含有Bt汕优63 3′旁侧和水稻内标基因gos9序列的标准质粒分子pMDBt63作为标准物质,建立了Bt汕优63实时荧光定量PCR方法.外源插入DNA全长9 818bp,位于水稻基因组10号染色体(AP008214)第5348630位,由8个来源于两个转化质粒的DNA片段组成,其中两个cry1Ab/cry1Ac表达框以正向串连的方式插入.gos9和3′旁侧两个定量标准曲线的相关系数(R2)分别为0.9997和0.9992,扩增效率(E)分别为98.05%和99.46%.每反应100 ng模板DNA的检测限(LOD)为10拷贝,定量限(LOQ)为100拷贝.此外,对已知5%和1%转基因含量的混合样品DNA进行定量检测,结果的平均值分别为4.98%和1.07%.结果表明标准质粒pMDBt63作为标准物质建立的定量方法可用于Bt汕优63的定量检测.     

我国北方麦区麦长管蚜种群的RAPD分析

关于麦长管蚜Sitobion avenae迁飞与传播大麦黄矮病毒规律的研究,国内外曾有些报道,但由于个体太小,难以标记,只能推测有翅蚜的虫源地。作者对我国麦区的27个种群的基因组DNA进行了RAPD扩增,从分子水平上研究了麦长管蚜远距离迁飞与传毒的可能性及迁飞路线。     

我国北方稻区水稻条纹病毒分子变异和水稻品种抗病性分析

为了明确我国北方稻区水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)群体的分子变异和水稻品种的抗性情况,测定了2004年和2005年从我国6省9个地区采集的34个RSV分离物的外壳蛋白(coat protein,CP)基因的序列,并对其进行了分析,同时用强致病性江苏分离物(RSV-JS)对河南、安徽、山东、河北等省的25个推广品种进行了抗性研究。结果表明,供试RSV分离物间的核苷酸序列一致性和氨基酸序列的一致性分别在93.9%～100%和96.3%～100.0%之间。根据CP基因核苷酸序列一致性,所有分离物可以分为2组。云南4个分离物为一组,其余为一组。在第2组中各分离物CP基因的核苷酸序列和氨基酸序列的一致性与地域无必然联系。且在2年之内,RSVCP基因变异不大。抗病性鉴定表明同一分离物在不同水稻品种上表现不同症状。表现高抗(HR)的品种占供试品种的24%;60%以上的品种表现为感病,且不同水稻品种上表现不同症状。因此,我国北方稻区RSV的CP基因非常保守,但同一分离物在不同水稻品种上可能表现不同症状,不同水稻品种对RSV抗性有显著差异。这些结果为我国北方稻区水稻条纹叶枯病防治和抗病毒基因工程提供了理论依据。     

小麦矮缩病毒NASH快速检测方法的建立及应用

以非放射性物质地高辛为标记物,采用PCR法制备了特异性强、灵敏度高的DNA探针。通过优化反应体系,建立了小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus,WDV)的核酸斑点杂交(nucleic acid spot hybridization,NASH)快速检测技术体系。该方法诊断准确率高,操作简单,周期短,整个检测过程仅需5h左右。利用建立的NASH技术开展WDV流行学调查,发现近年来WDV在我国陕西韩城、山西太原和河北石家庄等地区点片发生,没有大面积暴发成灾。     

小麦矮缩病毒外壳蛋白基因的原核表达、抗体制备及应用

 小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus,WDV)引起的小麦矮缩病是近年来我国小麦生产中的一种重要病毒病害,急需研发快速精准的检测技术用于预测预报和病毒-介体相互作用的研究。本研究应用Gateway重组技术构建了外壳蛋白基因(Coat protein, CP)的原核表达载体,将重组表达载体转化大肠杆菌Rosetta,经IPTG诱导获得CP基因原核表达蛋白。以重组蛋白为抗原免疫新西兰大白兔制备得到了相应的抗体,Western blot检测表明制备的抗体能与CP重组蛋白、感病小麦和带毒叶蝉特异性结合,说明获得的抗体特异性高。用获得的抗体进行免疫荧光标记,观察到病毒分布在介体叶蝉的前中肠和中中肠部位,为WDV的预测预报和介体条沙叶蝉传毒机制的研究奠定了基础。     

大麦黄矮病毒合肥分离物的鉴定及CP基因进化分析

[目的]为了明确合肥地区大麦黄矮病毒株系种类及分子变异情况。[方法]利用生物学手段和RT-PCR方法鉴定了2009年采自合肥地区的19个分离物,并测定了分离物的外壳蛋白基因（CP基因）的序列。[结果]合肥地区的12个分离物被鉴定为BYDV-PAV,CP基因序列比对发现核苷酸一致性为95.8%～99.7%。系统进化树分析得知,12个合肥分离物序列聚类到一个分支上,它们与中国分离物PAV-CN（AY855920）的CP基因亲缘关系最近。[结论]掌握合肥地区大麦黄矮病毒的株系分布及分子变异情况,对指导该地区小麦黄矮病的抗性育种和防治工作有着非常重要的意义。