基于基因组序列分析的烟草轻绿花叶病毒江苏辣椒分离物侵染性克隆构建

【目的】烟草花叶病毒属（Tobamovirus）是危害辣椒、烟草等茄科作物的主要病毒之一,严重影响蔬菜作物的种植和生产。本研究旨在探明侵染江苏省南京市辣椒的烟草轻绿花叶病毒（tobacco mild green mosaic virus,TMGMV）分离物（TMGMV-JS）的基因组结构特征、系统进化关系及其致病性,为TMGMV的防控提供科学依据。【方法】从江苏省南京市采集的辣椒病样,提取总RNA,利用TMGMV特异检测引物确认阳性后,设计病毒特异性全长引物扩增TMGMV-JS全基因序列,通过同源重组的方法克隆至pCB301植物表达载体上,获得TMGMV-JS分离物基因组序列和全长cDNA侵染性克隆。BLAST分析TMGMV-JS分离物与已报道分离物的同源性,利用MEGA7软件的邻接法进行系统进化分析。将侵染性克隆通过农杆菌浸润本氏烟和辣椒,经RT-PCR和Western blot检测验证侵染效果,测定TMGMV-JS分离物的致病性。【结果】侵染江苏省南京市辣椒的TMGMV全长序列为6 356 nt,编码4个功能蛋白,分别为126K复制相关蛋白、183K复制酶、运动蛋白MP和外壳蛋白C...     

本氏烟组蛋白H4与番茄斑驳花叶病毒外壳蛋白互作调控病毒侵染

以番茄斑驳花叶病毒(Tomato mottle mosaic virus, ToMMV)外壳蛋白(Coat protein, CP)为研究对象,通过荧光素酶互补技术(Luciferase complementation imaging assay, LCI)研究ToMMV CP与本氏烟组蛋白H4在植物体内的互作情况。亚细胞共定位结果显示,ToMMV CP定位于细胞核和细胞质中,组蛋白H4定位于细胞核中,两者共定位于细胞核中。双分子荧光互补(BiFC)试验结果表明,ToMMV CP与组蛋白H4的互作位置主要在细胞核中。上述2种试验结果证明,烟草花叶病毒CP与本氏烟组蛋白H4在植物体内存在互作。采用病毒诱导的基因沉默(Virus-induced gene silencing, VIGS)技术沉默本氏烟烟草中的H4基因,对沉默H4基因的植株接种ToMMV,接种后第4 d,通过实时荧光定量PCR检测方法检测系统叶的病毒含量,发现病毒含量显著低于对照组,结果表明H4基因的沉默会影响ToMMV在植株中的复制,组蛋白H4可能是ToMMV侵染植株的本氏烟感病因子。病毒编码的CP可能与寄主组蛋白H4在细...     

番茄褪绿病毒的进化动态与适应性进化特征

【目的】番茄褪绿病毒（tomato chlorosis virus,ToCV）是长线形病毒科（Closteroviridae）毛形病毒属（Crinivirus）成员,现已成为我国番茄和其他蔬菜作物上最为常见的病毒之一。研究旨在查明ToCV的进化历史,尤其是该病毒何时何地传入我国,并阐明其适应性进化机制。【方法】根据ToCV外壳蛋白（coat protein,CP）基因两侧保守区设计1对特异性引物,对随机抽取的13个ToCV分离物进行扩增克隆,将测序获得的新序列与GenBank下载的含有采样时间和地理信息的序列合并得到103条ToCV CP基因序列,采用日期随机化检验（date-randomization test,DRT）检测数据集中的时间信号,并应用贝叶斯谱系动力学框架重建该病毒的进化动态。同时,应用系统发育与性状关联分析（phylogeny-trait association analysis）评估地理因素对ToCV适应性进化的影响。【结果】13 个ToCV分离物均成功扩增出预期大小（约800 bp）的特异性片段,核苷酸序列与已报道的ToCV不同分离物CP 基因序列一致性均在98%以上;基于聚类排列的日期随机化检验结果显示,通过实际采样时间和日期随机化的数据集分别推断获得的替代速率在95%置信区间之间没有存在重叠,表明本研究的数据集具有足够的时间信号,可以用于后续的贝叶斯分子定年（Bayesian molecular dating）分析。贝叶斯系统发育分析显示ToCV的最近共祖时间（the most recent common ancestor）为1920年（95%置信区间：1849—1976）,该病毒约于2005年左右从美国引入中国。该病毒的CP基因替代速率约为1.12×10 ^-3替代/位点/年（95%置信区间：6.08×10 ^-4—1.73×10 ^-3）,与动物RNA病毒的相当,表明ToCV正处于快速进化之中。此外,系统发育分析与性状关联分析结果显示ToCV分离物与其来源地区的关联系数（association index）、简约分值（parsimony score）和最大单系分支（maximum monophyletic clade）统计检验均呈极显著水平（P<0.01）,表明地理因素与ToCV适应性进化之间存在很强的关联性。【结论】ToCV正处于快速进化动态,该病毒的适应性进化主要受地理因素所驱动。研究结果将有助于增加对ToCV流行病学的认识,可为制定有效的防控策略提供依据。     

蚕豆中三叶草黄脉病毒编码的NIa-Pro蛋白亚细胞定位特征初步研究

三叶草黄脉病毒（Clover yellow vein virus，ClYVV）是马铃薯Y病毒属（Potyvirus）的重要成员。核内涵体a蛋白酶（Nuclear Inclusion a Protease，NIa-Pro）是一种由Potyvirus病毒编码的具有蛋白水解酶活性的蛋白，在病毒与寄主互作过程中参与多聚蛋白切割等多种功能的行使。选择2018年在江苏发现的ClYVV蚕豆分离物作为研究对象，对其NIa-Pro蛋白基因进行了克隆和序列测定，结果显示其全长729 bp，编码1个24.3 kD的蛋白。为进一步研究其亚细胞定位特征，构建了融合YFP荧光标签的重组表达载体YFP-NIa-Pro，利用农杆菌浸润法接种本氏烟（Nicotiana benthamiana）。激光共聚焦显微镜观察结果显示，浸润处理后本氏烟叶片表皮细胞的细胞质及细胞核都有较强的荧光信号。取浸润区样品通过Western-blot检测，结果显示YFP-NIa-Pro在本氏烟叶片中正常表达。这些结果初步表明ClYVV编码的NIa-Pro在细胞质和细胞核均有分布。     

青海辣椒上番茄斑萎病毒检测及鉴定

在对青海辣椒上的病毒病进行调查时发现疑似番茄斑萎病毒（Tomato spotted wilt tospovirus，TSWV）病样，表现为环斑、坏死等症状。为明确其感染的病毒种类，对其进行了检测和鉴定。对Tospovirus的通用引物进行检测时发现采集的49份样品中有14份样品扩增到了目的条带，序列测定结果显示其与TSWV的同源性最高；同时利用TSWV特异性引物对阳性样品进行检测，结果全部为阳性；基于克隆的NSs基因序列聚类分析结果显示其属于TSWV的1个分离物，与中国云南、黑龙江等地分离物相对近缘，而与国外其他分离物相对远缘。在分子鉴定的基础上，利用TSWV的抗体通过Western blot进一步对样品进行了检测，结果也证明采集样品中存在TSWV的感染。这些结果表明青海辣椒上存在TSWV的感染。     

江苏大豆上分离的豇豆轻斑驳病毒基因组序列克隆及特征分析

为明确豇豆轻斑驳病毒江苏分离物的基因组结构特征,阐明其分类地位及进化特点,选择采自江苏的CpMMV大豆分离物作为研究对象,针对病毒基因组序列设计了4对特异性引物,以病样总RNA反转录后获得的cDNA为模板,通过分段法对其基因组序列片段进行了PCR扩增,扩增产物克隆至T载体经验证后进行序列测定,获得的序列片段经拼接组装得到病毒全基因组序列。序列分析结果显示,CpMMV江苏分离物基因组核苷酸序列全长8 194 bp,编码6个蛋白,5′端和3′端各含有一个非编码区(UTR),长度分别为72,117 nt;在编码的6个蛋白中,CP与其他分离物之间的同源性较高(96.5%～100.0%),相对保守;而RdRp(81.1%～98.2%)、TGB1(81.0%～97.0%)、TGB3(80.9%～95.6%)同源性相对较低,在不同分离物中表现较好的多样性;基于全基因组序列的系统进化分析结果显示,江苏分离物与已公开的其他CpMMV分离物同源性较高,共同聚类到一个大分支上,其中与中国安徽分离物同源性最高(98.2%),与海南分离物次之(96.0%),而与美国、巴西、印度、墨西哥、肯尼亚等国外分离物同源性...     

山东寿光黄瓜上瓜类褪绿黄化病毒的分子鉴定

2016年,本研究在对山东黄瓜病毒病调查时发现当地黄瓜上出现一种叶片表现黄化植株伴有轻微矮缩的病害,为明确其中伴随的病毒种类,我们对田间病样进行了采集,提取总RNA后利用瓜类病毒引物进行RT-PCR检测,结果发现在利用瓜类褪绿黄化病毒(Cucurbit chlorotic yellows virus,CCYV)引物检测样品时,田间采集的25份疑似病样中13份能扩增到400 bp左右的目的条带。为进一步确认,我们又针对CCYV的外壳蛋白基因(CP)设计了特异性引物,对13份阳性样品进行检测,结果均能扩增到目的片段,对获得的CP基因片段进行克隆并测定序列,序列分析结果显示其CP基因序列全长753 bp,编码1个由250个氨基酸组成的分子量28 700的蛋白质。进一步序列分析结果显示其与CCYV已报道分离物有很高的同源性,并聚类到同一个大的分支,其中与日本分离物、希腊分离物及中国其他地区分离物相对近缘,聚类到一支,而与伊朗分离物近缘关系相对较远。这些结果说明山东黄瓜黄化病样上检测到的病毒为瓜类褪绿黄化病毒,这也是该病毒在山东侵染黄瓜的首次报道。     

江苏省蚕豆上菜豆黄花叶病毒的分子鉴定

为掌握江苏省豆类作物上的病毒病种类,本研究于2018年对江苏省蚕豆作物病毒进行了调查,累计采集田间疑似病样55份,为明确其中伴随的病毒种类,我们对田间采集的疑似病样提取总RNA后进行了分子检测,结果发现,在用菜豆黄花叶病毒(Bean yellow mosaic virus,BYMV)检测引物进行RT-PCR扩增时有16份样品扩增到1条525 bp左右的条带,与目的片段大小一致,说明其中可能伴随有菜豆黄花叶病毒的感染。为进一步确定这一结果,我们针对BYMV CP基因设计了引物,以阳性样品RNA为模板进行RT-PCR,结果发现均扩增到预期大小的目的条带,对该片段回收、克隆并测定碱基序列,结果发现其CP基因碱基序列全长819 bp,编码1个由273个氨基酸组成大小约20 800的蛋白质。BLAST分析结果显示其与BYMV同源性最高(AB439731,99%),表明其属于BYMV的一个分离物。利用MEGA软件对其进行系统进化分析,结果发现这些分离物与日本的蚕豆分离物(AB439731)同源性最高,其次是澳大利亚的蚕豆分离物(HG970867)和中国青海的菜豆分离物(9-16)。这些结果表明江苏蚕豆上检测到的病毒是菜豆黄花叶病毒的一个分离物,这是该病毒在江苏侵染蚕豆的首次分子鉴定报道。     

江苏省大豆上一种新粉虱传病毒的分子鉴定及系统进化分析

2019年在对江苏大豆上病毒病进行调查时，发现徐州和淮安大豆田间出现一种表现叶片黄化、花叶症状的病毒病，为明确其伴随病毒种类，对田间采集的70份疑似病样进行分子检测和鉴定，结果在利用香石竹潜隐病毒属(Carlavirus)通用引物检测时发现，70份疑似病样中有15份样品扩增到800 bp左右的目的片段，序列测定后BLAST分析结果显示，其与一种粉虱传病毒——豇豆轻斑驳病毒CpMMV(cowpea mild mottle virus, CpMMV)的同源性最高，暗示了其可能是CpMMV的一个分离物。针对CpMMV编码的CP基因设计特异性引物，检测结果显示15份阳性样品均扩增到目的片段，对获得的CP基因片段进行克隆测序，发现其序列全长867 bp,编码分子量约为32ku的蛋白；序列聚类分析结果显示，其与已报道的CpMMV分离物有较高的同源性，并聚类到同一个大的分支，其中与安徽、海南等地分离物相对近缘，聚在同一个小分支。这些结果表明江苏大豆存在豇豆轻斑驳病毒的侵染危害，生产上需要密切关注。