高通量测序技术在植物病毒检疫中的应用与发展

高通量测序技术是当前主流的测序技术,具有快速、灵敏、高通量以及非序列依赖性等特点。本文详细阐述了高通量测序技术的发展以及检测植物病毒的流程,并探讨了该技术应用于植物病毒检测的优势和不足。同时,介绍了利用该技术发现的新的病毒或类病毒,尤其是一些已被欧洲和地中海国家植物保护组织列入检疫性有害生物名录的病毒。目前,有些国家已应用该技术筛查进口植物材料携带的病毒,这对我国的口岸检疫工作提供了新思路。     

高通量测序技术在植物及昆虫病毒检测中的应用

在过去的十几年中,测序技术的发展为分子生物学领域带来了革命性的变化。第二代测序(next-generation sequencing,NGS)技术以快速、高灵敏性、高通量、非序列依赖性等特点极大地促进了病毒诊断学研究领域的发展。NGS技术可以在不了解病毒的生物学特性、血清学特点及基因组信息情况下快速检测未知病毒。通过对总核酸样本进行NGS可以获得某个特定生态环境或种植系统中的所有病毒序列,即病毒组。通过大量的NGS数据可以分析寄主中某一病毒的基因组变化、构建病毒的准种以及研究病毒的进化和起源。本文介绍了高通量测序的方法在植物和昆虫病毒检测中的应用。     

基于高通量测序技术检测草地贪夜蛾病毒多样性

为探索草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda病毒的多样性,通过宏转录组和小RNA测序技术手段分析鉴定了自云南省采集的草地贪夜蛾田间自然种群携带的病毒类型。结果显示,宏转录组测序数据分析可比对得到14个病毒科,包括5个昆虫相关的病毒科,5个植物病毒科和4个细菌病毒科。昆虫相关的病毒分别属于杆状病毒科Baculoviridae、呼肠孤病毒科Reoviridae、分体RNA病毒科Partitiviridae、传染性软腐病病毒科Iflaviridae和弹状病毒科Rhabdoviridae,其中传染性软腐病病毒和分体RNA病毒为首次在草地贪夜蛾中报道。同时利用小RNA深度测序技术从草地贪夜蛾样品中检测到鳞翅目杆状病毒、分体RNA病毒和传染性软腐病病毒的序列,进一步验证了宏转录组的分析结果。表明利用高通量测序技术可初步揭示存在于草地贪夜蛾自然种群的昆虫病毒多样性。     

北京月季病原病毒的高通量测序鉴定和RT-PCR检测

本研究利用高通量测序技术对北京地区的月季染病样品进行了病毒鉴定,通过序列比对和拼接获得了李属坏死环斑病毒(prunus necrotic ringspot virus,PNRSV)、苹果茎沟病毒(apple stem grooving virus,ASGV)、柑橘碎叶病毒(citrus tatter leaf viru...     

利用高通量测序检测新疆野苹果上的病毒

新疆野苹果Malus sieversii (Ledeb.) Roem.是苹果的祖先, 也是重要的育种遗传资源, 常用作砧木。近年来, 新疆野苹果的分布面积骤减, 对其的保护越来越重要。本研究采用高通量测序技术, 对采自新疆伊犁天山野果林的26份样本进行病毒检测, 检测到苹果褪绿叶斑病毒(apple chlorotic leaf spot virus, ACLSV)和苹果茎痘病毒(apple stem pitting virus, ASPV)。通过RT-PCR检测所有样品(127份), 检测到ACLSV、ASPV和苹果茎沟病毒(apple stem grooving virus, ASGV), 检出率分别为22%、19.7%和11%。结合RACE PCR技术扩增得到ASGV新疆野苹果分离物基因组全长序列, 暂时命名为ASGV-XJ。去除3′末端poly(A)后的长度为6 506 bp, 有两个彼此重叠的开放阅读框(open reading frame, ORF), ORF1(47-6 364 nt)编码一个241 kD的多聚蛋白, 包含甲基转移酶(methyltransferase)、木瓜蛋白酶(papain-like-protease)、解旋酶(nucleotide triphosphate-binding helicase)、RNA 依赖的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase)和C端的外壳蛋白(coat protein, CP)等; ORF2(4 798-5 760 nt)编码一个36 kD的运动蛋白(movement protein, MP)。系统发育分析表明, 分离物间没有表现出寄主专一性和地理分布规律。上述结果对新疆野苹果的保护工作有重要的参考意义。     

基于多重PCR技术的高通量测序在植食性昆虫食谱鉴定中的潜在应用

多重PCR技术因成本低、灵敏度高、快捷、高效等优点而被广泛用于遗传病鉴定和传染病传播、食品掺假、污染鉴定以及病虫害检测中,但多重PCR技术在动植物分类中应用较少,在植食性昆虫食谱鉴定中应用更少。该文详细介绍了植食性昆虫食谱分子鉴别技术,多重PCR技术要素、种类和应用以及与其他技术的结合应用,高通量测序中多重PCR捕获技术,并对多重PCR技术与高通量测序技术的结合在动物食谱鉴定中的潜在应用进行了展望。     

广西粉虱传染类植物双生病毒调查

广西粉虱传染类植物双生病毒调查植物双生病毒（Ｇｅｍｉｎｉｖｉｒｕｓ）具有独特的球状对生病毒形态和单链ＤＮＡ，由于其经济和理论研究上的重要性，近年成为病毒学研究的热点之一，但是，国内有关此组病毒的报道极少。笔者自１９９１年以来在广西对粉虱传染类植物双生...     

基于高通量测序检测甜菜生尾孢中真菌病毒多样性

为明确甜菜生尾孢Cercospora beticola中真菌病毒的多样性,2020年自新疆维吾尔族自治区、内蒙古自治区、黑龙江省和北京市采集感染褐斑病甜菜病叶,鉴定获得78株甜菜生尾孢菌株,运用高通量的宏转录组测序技术检测甜菜生尾孢所携带的真菌病毒种类;将分离到的甜菜生尾孢按照菌落生长表型分为4组,进行宏转录组测序,将得到的序列经过拼接、聚类和基因功能注释,筛选出真菌病毒相关同源序列。序列分析结果显示,4组样品共比对到6个真菌病毒科,包括双分体病毒科Partitiviridae、双核糖核酸病毒科Birnaviridae、低毒病毒科Hypoviridae、裸露RNA病毒科Narnaviridae、泛欧尔密病毒科Botourmiaviridae和转座病毒科Metaviridae,以及未分科的负义单链RNA病毒。研究结果丰富了甜菜生尾孢真菌病毒资源库。     

高通量测序技术在害虫和害螨抗药性研究中的应用

螨类是陆生动物中仅次于昆虫的第2大类群。长期以来,对害螨抗药性的研究都落后于害虫。近年来,随着高通量测序技术的出现,开辟了害虫和害螨抗性机理研究和抗性监测的新局面。本文概述了高通量测序技术应用于害虫和害螨抗药性机理研究已取得的进展,介绍了利用高通量测序技术开发的抗药性监测新方法,并提出了害虫和害螨抗药性机理研究和田间种群抗性水平监测的发展方向。     

核酸杂交技术在植物病毒诊断、鉴定与分类中的应用

用带标记的互补脱氧核糖核酸(cDNA)作探针的核酸杂交技术,是70年代发展起来的新技术,近年已广泛应用于生命科学的众多学科中。由于它具有特异性强、灵敏度高、适用面广及快速简便等特点,近十年来已应用于植物病毒及类病毒的诊断、鉴定与分类中。国外,很多植物病毒及类病毒已制备了     

南昌市郊常见木本花卉真菌病害鉴定

2003年7月至2004年4月调查了江西农大校园内及其附近常见木本花卉病害，通过镜检，初步鉴定出富贵竹叶尖焦枯病、山茶花灰斑病、扶桑黑斑病、桂花叶枯病、一串红白绢病、月季黑斑病、一品红立枯病、银杏叶斑病、栀了花褐斑病、四季果白绢病等十种真菌病害。     

湖南省番茄和牵牛花上双生病毒的分子鉴定

双生病毒是一类在全世界范围内广泛发生的单链环状DNA病毒。本文对从湖南采集到的6例(洋姜、番茄、萝卜、赛葵、甘薯、牵牛花)疑似双生病毒侵染的植物叶片进行了分子鉴定。利用滚环扩增技术(RCA)对样品DNA进行扩增,分别对其RCA产物进行酶切,并将酶切得到的片段测序后进行BLAST比对,结果显示番茄样品中的病毒分离物与番茄黄化曲叶病毒相似性最高(99%),牵牛花样品中的病毒分离物与甘薯卷叶病毒相似性最高(99%),证明这两个分离物是单组分DNA-A双生病毒。这是在湖南省首次发现并报道双生病毒的全核酸序列。     

应用高通量测序技术对进境澳大利亚小麦病原真菌的检测研究

相比较其他检测技术,高通量测序技术具有高效、快速等特点,并拥有全面分析复杂核苷酸群体的功能,本文运用高通量测序技术对进境澳大利亚4批次小麦种子和筛下物上的病原真菌进行检测,通过基因组DNA提取、高通量测序、生物信息学分析后得到分类OTU共622个,基于不同分类水平,分属于5个门、64个目、201个属。检测显示,种子与筛下物携带的病原真菌的种类和比例有较大差异,并且筛下物携带的病原真菌数量和种类远多于种子携带的病原真菌。     

利用小RNA深度测序技术鉴定上海地区‘红美人’柑橘病毒种类

为明确上海地区‘红美人’柑橘的病毒种类, 2020年4月在崇明、金山、奉贤、嘉定、闵行和浦东采集疑似病毒感染的叶片样品11份, 采用小RNA深度测序技术结合RT-PCR对不同来源的混合样品进行病毒种类鉴定。结果表明, 样品中含有柑橘衰退病毒Citrus tristeza virus (CTV)、柑橘黄化脉明病毒Citrus yellow vein clearing virus(CYVCV)、柑橘树皮裂纹类病毒Citrus bark cracking viroid(CBCVd)和柑橘类病毒Ⅴ Citrus viroid V(CVd-Ⅴ)。同时发现, 上海地区‘红美人’柑橘病毒复合侵染现象普遍。基于CTV和CYVCV的CP全长基因及CBCVd和CVd-Ⅴ全基因组序列系统进化分析结果表明:除了CYVCV的分离物与地理来源具有明显的相关性外, 其余病毒及类病毒均没有严格的地域相关性。研究结果为开展‘红美人’柑橘种苗病毒检测及病毒病的防治奠定基础。     

Serendipitous identification of a new Iflavirus‐like virus infecting tomato and its subsequent characterization

The genomic sequence of a previously undescribed virus was identified from symptomless tomato plants (Solanum lycopersicum). The viral genome is a positive‐sense ssRNA molecule of 8506 nucleotides. It is predicted to encode a single polyprotein of 314·5 kDa that is subsequently processed into three coat protein components of 13·7, 17·9 and 13·5 kDa, and a viral replicase of approximately 207 kDa with conserved motifs for a helicase, a protease and RNA‐dependent RNA polymerase (RdRp). Pairwise analysis of the deduced amino acid sequence of the RdRp revealed that it shares closest identity with members of the family Iflaviridae, genus Iflavirus (19–47% identity). Evidence of replication in plants was detected by RT‐PCR of the viral replicative strand, and short interfering RNAs (siRNAs) matching the virus. The name Tomato matilda virus (TMaV) is proposed, and furthermore, that the genus Tomavirus (Tomato matilda virus) be created within the family Iflaviridae. This is the first report of a plant‐infecting virus resembling members of the Iflaviridae.     

基于小RNA深度测序技术鉴定侵染我国部分省市草莓种苗的病毒种类

随着草莓保护地栽培面积的增加和无性繁殖种苗的繁殖与调运,草莓病毒病的发生与流行日益严重。为明确侵染我国部分省市草莓种苗的病毒种类,应用小RNA深度测序技术进行检测,并利用RT-PCR技术对结果进行验证及序列分析。结果表明,从来自我国7省市的41株具有典型病毒病症状的草莓种苗样品中检测到草莓斑驳病毒strawberry mottle virus (SMoV)、草莓镶脉病毒strawberry vein banding virus(SVBV)和草莓轻型黄边病毒strawberry mild yellow edge virus (SMYEV)3种。SMoV、SVBV和SMYEV的检出率分别为34.1%、24.4%和2.4%。选取不同产地草莓种苗上检出的不同病毒进行部分序列测定和分析,获得了3个SMoV分离物(四川分离物schhy13、辽宁分离物lnhy23和河北分离物hbhy28)的部分RNA1 3′端非编码区606 bp核苷酸序列,其一致性为98.12%～99.34%。测定并获得了5个SVBV分离物(辽宁分离物lnhy15、lnhy17、lnhy24、河北分离物hbhy28和陕西分离物sh...