一株侵染掌叶半夏的大豆花叶病毒的全基因组序列测定和vsiRNA特征分析

【目的】探究侵染掌叶半夏（Pinellia pedatisecta）的大豆花叶病毒（Soybean mosaic virus,SMV）衍生的干扰小RNA（virus-derived small interfering RNA,vsiRNA）序列特征,为掌叶半夏抵御病毒的作用机制研究提供参考。【方法】以一株来自广西的具有典型病毒病症状的掌叶半夏为材料,取其褪绿斑驳的叶片采用TRIzol法提取总RNA,并进行小RNA深度测序（Small RNA Deep Sequencing）;利用快速扩增cDNA末端（Rapid Amplification of cDNA Ends,RACE）和分段克隆技术获得病毒的全长基因组序列,利用MEGA 7.0将其与有代表性的病毒序列构建系统发育进化树并分析亲缘关系;以克隆测序获得的基因组序列作为参考进行vsiRNA特征分析。【结果】小RNA深度测序共获得4851249条高质量的读段（reads）,长度为21、22和24 nt的reads具有较高的丰度,占比分别为33.4%、13.7%和11.3%。该病毒分离物的基因组全长为9735 nt,编码3105个氨基酸,其基因组全序列与SMV HZ1分离物核苷酸序列相似性为86.93%,暂命名为SMV NN;系统发育进化树显示,SMV NN与分离自半夏的SMV HZ1分离物的亲缘关系最近。将vsiRNA定位到克隆测序后获得的SMV NN的基因组上,分析该病毒的vsiRNA特征,结果发现长度为21和22 nt的vsiRNA具有较高的丰度,病毒全基因组的正链和负链均能被vsiRNA覆盖,且分别在HC-Pro和P3蛋白编码区具有最强热点。【结论】掌叶半夏主要通过dicer样核糖核酸酶4（dicer-like ribonuclease 4,DCL4）和Argonaute蛋白1（Argonaute1,AGO1）对SMV的HC-Pro和P3蛋白编码区进行剪切,主要产生长度为21和22 nt的vsiRNA,从而抑制SMV在植株体内的复制。     

一株具有烟草甲毒杀作用的苏云金芽孢杆菌对烟叶的影响

【目的】明确一株具有烟草甲毒杀作用的苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis,Bt）在醇化过程中对烟叶的影响,为烟叶仓库中应用Bt菌剂防控烟草甲的可行性和安全性评价提供参考依据。【方法】按照0.1 g Bt菌剂处理1 kg烟叶的比例作处理,以未喷施Bt菌剂的烟叶作为对照,在仓库中贮藏12个月后,每隔...     

基于高通量测序鉴定慈姑黄化病病原

[目的]明确引致广西平乐县慈姑大面积黄化的主要病原物,为该病害的防治提供参考.[方法]从广西平乐县采集自然表现褪绿黄化症状的慈姑植株,分别提取其叶片和茎组织的总RNA,利用RNA-Seq高通量测序技术对其转录组进行测序,并对序列组装获得的重叠群(contigs)进行BLAST注释,筛选出注释为植原体16S rRNA序列的con-tigs,根据其序列设计引物Phy-F和Phy-R,以采集的褪绿黄化症状慈姑植株和无症状植株的叶片样本总DNA为模板,进行PCR鉴定.[结果]对扩增获得的长度为1.5 kb的DNA片段进行序列测定,从分子水平证实慈姑黄化病的病原为植原体(strain:AY-China).将测序获得的植原体16S rRNA序列与GenBank收录的15个植原体分组代表菌株的16S rRNA序列进行比对分析并构建系统发育进化树,发现AY-China与翠菊黄化植原体16SrI组(Aster yellows group:16SrI)聚类在同一分支,且各组代表菌株的16S rRNA序列相似性在88.3%~96.0%.进一步将AY-China与16SrI不同亚组代表菌株的16S rRNA序列进行多重比对并构建系统发育进化树,发现AY-China与翠菊黄化植原体16SrI-B亚组聚类到在一分支,且与16SrI-B亚组代表菌株的16S rRNA序列相似性高达99.5%,说明AY-China应属于16SrI-B亚组.[结论]广西平乐县慈姑黄化病病原为植原体,其隶属于翠菊黄化植原体16SrI-B亚组.     

茄青枯拉尔氏菌Rs-T02在3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯作用下的转录组分析

 本文利用Illumina HiSeq测序技术,对在3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯(methyl gallate,MG)作用下和对照条件下的茄青枯拉尔氏菌(Ralstonia solanacearum)Rs-T02菌株的转录组进行测序分析,并用GO和KEGG Pathway富集化分析的方法分析差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)的功能和代谢通路,以初步了解MG对R. solanacearum作用的分子机制。结果表明,MG处理组和对照组的差异表达的基因有2 172个,其中1 037个基因上调,1 135个基因下调。随意挑选10个DEGs进行qRT-PCR验证,其基因表达趋势与转录组测序结果一致。通过对差异表达基因的功能和代谢通路分析发现,与细胞结构相关的肽聚糖水解酶、3-磷酸甘油酰基转移酶和UDP-N-乙酰胞壁酰丙氨酸-D-谷氨酸连接酶等蛋白的编码基因上调表达,蛋白YeaQ、外膜蛋白W和外膜蛋白BamE等蛋白的编码基因下调表达;与能量代谢相关的ATP合成酶结构蛋白、辅酶Q亚基和细胞色素等蛋白的编码基因上调表达,甘油醛-3-磷酸脱氢酶、甘油醛脱氢酶和异柠檬酸裂解酶等蛋白的编码基因下调表达;与致病性相关的gspD、gspE和gspF等基因上调表达,hrpY、hrpB和gspG等基因下调表达;与细菌抗药性相关的氨基酸的氨酰-tRNA连接酶、核糖体RNA小亚单位甲基转移酶G基因和多重药物外排泵亚基AcrA等蛋白的编码基因上调表达;与细菌运动性相关的flgB、flgC和flgD等基因上调表达。推测MG对Rs-T02菌株的抑菌机制可能与MG影响病菌的细胞结构和能量代谢相关基因的差异表达有关;同时,MG影响病菌T3SS和T2SS相关基因的差异表达,从而影响细菌的致病力。此外,3-磷酸甘油酰基转移酶基因、核糖体RNA小亚单位甲基转移酶G和多重药物外排泵亚基AcrA基因等上调表达,可能与病菌抵抗MG的机制有关。     

小西葫芦黄化花叶病毒罗汉果分离株抗血清的制备和应用

将分离自罗汉果(Siraitia grosvenorii)的小西葫芦黄化花叶病毒(Zucchini yellow mosaic virus,ZYMV-LHG)在西葫芦上繁殖,利用差速离心法与PEG沉淀法相结合提纯病毒粒子,用于免疫新西兰大白兔,成功制备出效价为1∶10 240的抗血清。分别用健康西葫芦叶片总蛋白及健康西葫芦叶片汁液吸附处理抗血清,比较2种处理后抗血清背景反应,以健康西葫芦汁液吸附法较佳。用间接ELISA对罗汉果果园及附近共46个科114种植物进行检测,其中9个科25种植物有阳性反应,以葫芦科、苋科、豆科、锦葵科等阳性率较高。田间病毒病发病率调查表明,宿根苗发病率比组培苗高,发病时间更早,是田间罗汉果病毒病的主要初侵染来源之一。     

用小RNA深度测序鉴定广西冬种马铃薯病毒

【目的】对广西冬种马铃薯病毒进行鉴定,为无病毒种薯选择和大田防治提供依据。【方法】2012年在马铃薯主要产区采集具有明显病毒病症状的样品,在血清学ELISA检测的基础上,进一步用小RNA深度测序对按症状分类的样品进行混合样本的病毒种类鉴定,再用RT-PCR方法对分组混合样本进行验证。【结果】在109个样本中检测到马铃薯卷叶病毒（Potato leafroll virus,PLRV）、马铃薯A病毒（Potato virus A,PVA）、马铃薯H病毒（Potato virus H,PVH）、马铃薯M病毒（Potato virus M,PVM）、马铃薯S病毒（Potato virus S,PVS）、马铃薯Y病毒（Potato virus Y,PVY）和马铃薯纺锤块茎类病毒（Potato spindle tuber viroid,PSTVd）,同时发现PVS有丰富的株系分化。【结论】近年广西冬种马铃薯病毒种类增多,病症多样,亟需加强种薯管理,培育无毒健康种薯。     

不同轮作模式对马铃薯根际土壤真菌群落的影响

【目的】揭示不同轮作模式对马铃薯根际土壤真菌群落的影响,为土壤健康管理及维持马铃薯可持续生产提供科学依据。【方法】分别对旱地轮作和水旱轮作模式下的马铃薯健康植株及发生细菌性软腐病植株的根际土壤样品进行采集,将旱地轮作和水旱轮作模式下健康植株根际土壤样品分别记为HD.J和SH.J,将旱地轮作和水旱轮作模式下发生细菌性软腐病植株根际土壤样品分别记为HD.B和SH.B。利用Illumina高通量测序平台,分析真菌核糖体DNA内转录间隔区1（ITS1）的序列,比较在2种轮作模式下马铃薯根际土壤真菌群落特征的差异。【结果】马铃薯健康植株的根际土壤真菌群落组成和多样性特征在2种轮作模式下相似,主坐标分析也显示HD.J和SH.J的距离很接近。HD.J和SH.J在门水平已知的真菌类群中均以子囊菌门和担子菌门为优势菌门,子囊菌门的相对丰度分别为33.0%和30.0%,担子菌门的相对丰度分别为3.8%和9.6%;HD.J和SH.J的门水平未知真菌丰度分别为63.0%和60.0%。HD.J和SH.J的共有优势目是子囊菌门的肉座菌目、柔膜菌目、格孢腔菌目和粪壳菌目及担子菌门的伞菌目,推测是马铃薯根际土壤真菌群落的核心类群。2种轮作模式下的马铃薯根际土壤真菌群落Alpha多样性依次为HD.B>SH.J>HD.J>SH.B。HD.B和SH.B中担子菌门的相对丰度明显高于HD.J和SH.J,其中SH.B中担子菌门的地星目真菌丰度高达82.8%,HD.B中担子菌门的银耳目丰度为18.6%;HD.B中还有2个优势属分别是可引起马铃薯黄萎病的轮枝孢属和引起水稻菌核杆腐病的双曲孢属,丰度分别为6.8%和5.9%。通过比对FUNGuild数据库预测根际土壤真菌营养型,发现HD.J只有病原营养型真菌相对丰度较高（20.6%）,HD.B的病原营养型真菌、腐生营养型真菌和病原—腐生—共生营养型真菌的相对丰度分别为15.4%、18.8%和21.4%;SH.J和SH.B的腐生营养型真菌相对丰度分别为28.2%和10.2%,其他营养型真菌的相对丰度总和分别为4.6%和4.9%。【结论】马铃薯根际土壤真菌优势类群在2种轮作模式下保持稳定,推测是马铃薯根际土壤真菌群落的核心类群,对维持马铃薯健康生长具有重要意义。旱地轮作模式可能更有利于根际土壤中病原营养型真菌的富集,发病马铃薯可能更有利于根际土壤中腐生营养型真菌生长,导致土壤微生态平衡被破坏,及时清理发病植株残体可加快恢复土壤健康。     

水旱轮作模式下马铃薯根际土壤细菌群落多样性分析

[目的]比较水旱轮作与旱地轮作两种种植模式下的马铃薯根际土壤及病株块茎的细菌群落多样性,为利用土壤细菌多样性优化马铃薯种植模式和防治马铃薯病害提供科学依据.[方法]分别采集前作为水稻的水旱轮作和前作为玉米的旱地轮作模式下马铃薯根际土壤样品(旱地轮作和水旱轮作健康马铃薯根际土壤样品分别记为HD.J和SH.J,旱地轮作和水旱轮作发病马铃薯根际土壤样品分别记为HD.B和SH.B)及马铃薯病株块茎样品(旱地轮作和水旱轮作发病马铃薯块茎样品分别记为P.HD.B和P.SH.B),基于高通量测序技术对样品中细菌16S rDNA的V3~V4区域进行测序,分析2种种植模式下的马铃薯根际土壤样品和病株块茎样品的细菌种类及丰度差异.[结果]对马铃薯根际土壤样品及病株块茎样品的细菌多样性分析结果显示,HD.J、HD.B、SH.J和SH.B的细菌种类(OTU数目)、丰富度(Chao1指数)及多样性(Shannon指数)均高于P.SH.B和P.HD.B,且健株根际土壤细菌群落丰富度高于病株土壤.马铃薯种植模式是影响根际土壤细菌群落变化的最主要因素,贡献率为39.1%,而马铃薯植株健康状况是影响根际土壤细菌群落变化的第二大因素,贡献率为34.7%.病株根际土壤样品中,HD.B无丰度在1.00%以上的优势种,而SH.B特有的优势种中包含软腐病果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum)、雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)和不动杆菌(Acinetobacter rudis),相对丰度分别为2.03%、1.46%和1.22%,其中软腐病果胶杆菌和雷尔氏菌是马铃薯的主要病原细菌,可分别导致马铃薯黑胫病和青枯病发生.病株块茎样品中,P.SH.B除了包含P.HD.B检测到的23个属,还有5个属是其所特有;P.SH.B特有的5个属中有3个优势属在SH.B中未检测到.HD.B特有的优势功能是产甲烷作用,相对丰度为1.18%;SH.B特有的优势功能包括硝酸盐呼吸作用、氮呼吸作用、亚硝酸盐呼吸作用、亚硝酸盐氨化作用和硝酸盐氨化作用,均属于氮利用及代谢功能,相对丰度为1.48%~1.95%.[结论]与旱地轮作模式相比,水旱轮作模式可提高马铃薯根际土壤的细菌群落多样性,但在该种植模式下要重点预防马铃薯发生细菌性病害.     

抗病毒药剂处理脱除淮山药温和花叶病毒试验

【目的】比较3种不同抗病毒药剂处理脱除淮山药温和花叶病毒（YMMV）的效果,以期在对植物材料伤害较低的同时达到脱除病毒的目的,为淮山药脱毒苗的培育提供新途径。【方法】采用经RT-PCR检测确定感染YMMV的淮山药品种粤北3号（YB3）为材料,以不同终浓度（10、20、30、40、50 mg/L）的抗病毒药物利巴韦林、盐酸吗啉胍和阿昔洛韦加入培养基,处理带毒淮山药茎段3个月,至其形成再生苗,再用RT-PCR检测其中的YMMV。【结果】利巴韦林对淮山药植株生长有明显抑制作用,盐酸吗啉胍和阿昔洛韦对淮山药植株生长的抑制作用不明显;利巴韦林终浓度超过40 mg/L处理的样品、盐酸吗啉胍和阿昔洛韦终浓度超过30 mg/L处理的样品中均未检测出YMMV,其余浓度处理的样品可部分检出YMMV。【结论】终浓度30-50 mg/L的盐酸吗啉胍和阿昔洛韦处理3个月可有效脱除YB3淮山药中的YMMV,脱毒效果好于相同浓度的利巴韦林。     

广西烟草病毒病发生情况调查和病原病毒的鉴定

2010~2011年对广西百色市、河池市和贺州市的主要烤烟产区进行烟草病毒病发生情况和种类调查。结果显示,广西烟草病毒病以由烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒引起的花叶类型症状为主,一般发病率1.0%~10.0%,个别严重发病田块发病率达到82.0%~100.0%;马铃薯Y病毒病、番茄斑萎病毒病和曲叶病则为局部发生病害,其中马铃薯Y病毒病在靖西县、南丹县、富川县和钟山县零星发生,发病率0.1%~5.0%,个别田块达到20.0%;番茄斑萎病毒病主要在靖西县、隆林县、田林县和南丹县发生;曲叶病仅在靖西县、隆林县、田林县和乐业县等百色市烟区发现。采用间接ELISA、PCR和RT-PCR等方法对田间采集的185个各类疑似病毒病样进行病毒种类检测,其中145个样品检测出病毒,分别是烟草花叶病毒、黄瓜花叶病毒、马铃薯Y病毒、番茄环纹斑点病毒、中国番茄曲叶病毒和中国番茄黄化曲叶病毒,以及分别由上述2种病毒与云南辣椒曲叶病毒重组而来的2种重组病毒,其中以TMV的检出率最高,占检出样品的86.7%,是广西烟草病毒病的优势病原病毒。