葡萄试管苗热处理脱毒技术研究

为加快培育葡萄优良品种无病毒苗木,提高脱毒效率,开展了葡萄试管苗热处理脱毒技术研究。将携带葡萄扇叶病毒(GFLV)、葡萄斑点病毒(GFkV)、沙地葡萄茎痘相关病毒(GRSPaV)、葡萄卷叶相关病毒-1(GLRaV-1)和葡萄卷叶相关病毒-2(GLRaV-2)的8个葡萄品种试管苗进行恒温热处理,对分离成活的62个茎尖进行RT-PCR和ELISA检测。结果显示,62个茎尖中,29个茎尖脱除了上述5种病毒,葡萄卷叶相关病毒-1、葡萄斑点病毒、葡萄扇叶病毒、葡萄卷叶相关病毒-2和沙地葡萄茎痘病毒的脱毒率分别为81.8%、80.0%、78.1%、75.0%和61.5%。采用试管苗热处理结合茎尖培养方法可获得良好的脱毒效果,适用于葡萄无病毒原种母本树的培育。     

葡萄病毒病主要检测技术

葡萄是世界性水果，栽培面积和产量均居水果的第二位。葡萄在长期无性繁殖过程中，感染并积累了多种病毒。葡萄病毒已由1999年的17个属，47种增加到2003年的25个属，55种。其中葡萄病毒属(Vitivirus)、凹陷病毒属(Foveavirus)、葡萄斑点病毒属(Maeulavirus)和葡萄卷叶病毒属(Ampelavirus)为新确定的4个属。迄今，还不能对葡萄病毒病进行有效的药剂防治，因此，高效灵敏的检测技术成为解决种苗检疫的基本前提，是防治葡萄病毒病，确保我国葡萄业健康发展的有效方法。     

葡萄4 种病毒多重RT-PCR 检测体系的建立

 以复合感染4种病毒的‘红地球’（Red Globe）葡萄样品为试材,对影响多重PCR的dNTPS浓度、Taq酶浓度、引物浓度、退火温度及模板量进行了调整和优化,建立了能同时检测葡萄卷叶伴随病毒3（Grapevine leafroll-associated virus-3,GLRaV-3）、沙地葡萄茎痘相关病毒（Grapevine rupestris stem pitting associated virus,GRSPaV）、葡萄病毒B（Grapevine virus B,GVB）和葡萄病毒A（Grapevine virus A,GVA）的多重RT-PCR方法。灵敏度测验结果显示,多重RT-PCR与单一RT-PCR检测灵敏度基本一致。多重RT-PCR获得的特异性片段大小分别为905、546、460和196 bp,经过克隆、测序及序列比对,表明其序列与已报道的病毒序列具有较高的同源性。对7个已知带病毒的葡萄样品进行检测验证的结果表明,所建立的多重RT-PCR技术可用于大量田间样品中这些病毒的检测。     

基于RT-PCR检测对6个香味葡萄品种感染病毒状况的分析

为明确我国6个香味葡萄品种感染病毒的状况,2018—2019年采用RT-PCR方法,对来源于13个省(市、自治区)的212个样品进行了14种葡萄病毒的检测。结果显示:‘阳光玫瑰’‘玫瑰香’‘巨峰’‘夏黑’‘水晶葡萄’‘着色香’的带毒株率分别为93.22%、67.74%、82.98%、63.33%、27.27%、43.48%;以上各品种检出的病毒种类数分别为13、10、10、8、3、3种,其中分布较广的为沙地葡萄茎痘相关病毒(GRSPaV)、葡萄斑点病毒(GFkV)和葡萄卷叶相关病毒3(GLRaV-3)。     

酿酒葡萄4种病毒多重RT-PCR检测体系的建立

【目的】建立快速、灵敏的葡萄病毒多重RT-PCR检测体系。【方法】通过设计6对不同引物,在退火温度分别为48.0、49.0、50.0、51.0、52.0、53.0、54.0、55.0、56.0、57.0、58.0、59.0和60.0℃,采用单一RT-PCR技术检测酿酒葡萄6种常见的葡萄病毒,即葡萄病毒A(Grapevine virus A,GVA)、葡萄斑点病毒(Grapevine fleck virus,GFKV)、葡萄扇叶病毒(Grapevine fanleaf virus,GFLV)、葡萄卷叶病毒1(Grapevine leafroll associated virus-1,GLRa V-1)、葡萄卷叶病毒2(Grapevine leafroll associated virus-1,GLRa V-2)和葡萄卷叶病毒4(Grapevine leafroll associated virus-4,GLRa V-4)。在此基础上,对退火温度相似、扩增片段长度不同的引物进行组合,建立能同时检测2种或2种以上病毒的多重RT-PCR检测体系。【结果】单一RT-PCR结果显示,退火温度为49℃、55℃和60℃时,可分别检测GVA和GLRa V、GLRa V和GFKV以及GFLV和GLRa V。多重RT-PCR结果显示,退火温度分别为49℃和55℃时,引物GVA和GLRa V-2以及引物GLRa V-1和GFKV组合所建立的2个多重RT-PCR检测体系可同时检测葡萄叶片中GVA和GLRa V以及GLRa V和GFKV。所检测的河西地区16份样品普遍携带葡萄病毒,部分葡萄样品同时携带两种病毒。其中,5份样品为GVA阳性,8份为GLRa V-1阳性,3份为GLRa V-2阳性,5份为GFKV阳性,所有样品均未检测到GFLV和GLRa V-4。退火温度分别为49℃和55℃时所建立的GVA和GLRa V以及GLRa V和GFKV两个多重PCR扩增体系检测结果与各样品单一PCR检测结果均一致。【结论】建立2套多重PCR检测体系,可同时有效地检测GVA和GLRa V-2或GLRa V-1和GFKV,可用于田间葡萄样品的快速检测。     

胶东半岛地区葡萄病毒病田间调查和血清检测

2008年8—9月对胶东半岛葡萄主产区15个葡萄园的病毒病发生及危害情况进行了田间调查,采集了4个酿酒葡萄品种共计44份葡萄样品,采用双抗体夹心酶联免疫吸附法进行病毒血清学检测。从样品中分别检出葡萄斑点病毒(GFKV)、葡萄卷叶病毒1(GLRaV-1)和葡萄卷叶病毒3(GLRaV-3),检出率分别为6.82%、2.27%和40.91%。蛇龙珠样品中3种病毒均被检出,总检出率达60.71%;赤霞珠样品中检出了葡萄卷叶病毒3和葡萄斑点病毒,总检出率为36.46%。蓬莱地区葡萄样品中3种病毒均被检出,检出率达55.56%,龙口地区病毒检出率也达到了52.17%。     

部分葡萄品种的病毒病鉴定及健康状况评价

应用血清学的酶联免疫吸附法(ELISA),对采自四川省内4个葡萄主产区内的34个葡萄品种,共计199份枝条样本进行了葡萄病毒病的检测和分析。在被测试的26个鲜食葡萄品种中,18个品种被1种或多种危险性的目标病毒所感染,品种感染率为69.2%;而在8个酿酒葡萄品种中,仅1个品种感染了危险性病毒,感染率为12.5%。在5个受测目标病毒和类型中,GLRaV-3的发生和危害最为普遍,其单个采样点的样本感染率为25.5%￣56.3%,其次为GVA0￣25.5%,GVB0￣12.5%和GLRaV-20￣4.5%,GFLV在本次试验中未被检测到。在每个取样点,感病品种一般所有单株都被同一种病毒感染,因此葡萄繁殖材料的引入是危险性病毒进入新产区的主要途径;而在生产实践中,高接换种方式会成倍增加葡萄病毒传播侵染的风险性。     

3种葡萄卷叶伴随病毒RT-PCR检测

2010—2011年我们对河北省涿鹿、怀来、昌黎、宣化等县(区)以及北京市葡萄卷叶病的发生情况进行了调查,并对采集的葡萄植株样品用RT-PCR方法检测病毒种类。在检测的82个样品中,葡萄卷叶伴随病毒3号(GLRaV-3)的检出率为100.0%,葡萄卷叶伴随病毒1号(GLRaV-1)的检出率为17.1%,葡萄卷叶伴随病毒2号(GLRaV-2)的检出率为11.0%;病毒混合侵染的样品占总检测样品数的28.1%,其中葡萄卷叶伴随病毒1号、3号混合侵染样品占总检测样品数的17.1%,葡萄卷叶伴随病毒2号、3号混合侵染的样品占总检测样品数的11.0%,且在这些被病毒混合侵染的样品中,有2个样品被葡萄卷叶伴随病毒1号、2号、3号三重侵染。     

葡萄GLRaV-3和GRSPaV病毒双重PCR方法建立及初步应用

针对我国西南地区葡萄园中卷叶相关病毒3(grapevine leafroll-associated virus 3,GLRaV-3)和茎痘相关病毒(grapevine rupestris stem pitting-associated virus,GRSPaV)发生普遍的情况,在单一PCR检测的基础上,分别从引物浓度和退火温度对双重PCR体系进行优化,建立了同时检测GLRaV-3和GRSPaV的双重PCR技术。建立的双重PCR反应体系最适退火温度为56.1℃,20μL PCR反应体系中10μmol/L浓度的混合引物最适用量为0.1μL;该方法能够检测出GLRaV-3和GRSPaV的cDNA最低浓度分别为0.99pg/μL和99.43ng/μL,且特异性良好。应用该双重PCR方法检测了来自贵州凯里和遵义地区"南玉""温克""摩尔多瓦"葡萄品种疑似病株样品,GLRaV-3检出率为100%,部分样品检出GRSPaV。通过核苷酸序列克隆测序和对比发现,贵州检测出的GLRaV-3与美国分离株(AJ748523)相似度最高,为99.82%;贵州检测出的GRSPaV与巴西分离株(KT008370)相似度最高,为99.08%。     

葡萄卷叶伴随3型病毒和葡萄A病毒的多重检测及其系统进化分析

 葡萄卷叶伴随3型病毒（Grapevine leafroll associated virus-3,GLRaV-3）和葡萄A病毒（Grapevine virus A,GVA）常常复合侵染部分主栽欧美杂交葡萄品种。以半定量RT-PCR与qRT-PCR方法研究了‘希姆劳特’葡萄（Vitis vinifera L. × V. labrusca L.‘Himrod’）中不同组织内病毒的相对积累量,结果表明叶脉和韧皮部内的病毒相对积累量显著高于其他组织。以成熟枝条韧皮部组织的cDNA为模板,优化了RT-PCR多重扩增体系,可以同时扩增待测样本中两种病毒的目标基因。从一株复合感染GLRaV-3与GVA的‘藤稔’葡萄（Vitis vinifera L. × V. labrusca L.‘Fujiminori’）中,分别克隆了GLRaV-3外壳蛋白（coat protein,CP）基因全长序列和GVA部分基因组区域序列,后者包括CP基因的部分序列与病毒RNA沉默抑制子（viral suppressor of RNA silencing,VSR）基因全长序列。病毒核酸同源性分析与系统进化研究表明,不同GLRaV-3分离物的CP高度保守;而‘藤稔’葡萄的GVA分离物包含多种变异株,具有准种病毒的特点。     

Susceptibility of grapevine viruses to thermotherapy on in vitro collection of Kober 5BB

A number of virus elimination protocols have been developed to obtain healthy plants but their success rates have been variable due to the strong virus–host relationship, treatment performances and experimental condition. An in vitro collection of plants of Vitis berlandieri × Vitis riparia Kober 5BB single-infected by Grapevine vitivirus A (GVA), Grapevine fanleaf nepovirus (GFLV), Grapevine fleck maculavirus (GFkV), Grapevine leafroll ampelovirus 1 (GLRaV-1) and Grapevine leafroll ampelovirus 3 (GLRaV-3) was established to carry out thermotherapy treatments. The experimental system allowed to control the effects of host genotype by using the same genetic background, and the environmental condition such as relative humidity, soil and temperature conditions. Trials were conducted in a growth chamber set at 37 ± 0.5 °C for 48 days using in vitro cultures for all infections. ELISA and RT-PCR were used to check sanitary conditions. Results showed complete eradication of GFLV and no effect against GFkV. Different sanitation rates were obtained for other phloematic viruses: 70.2% for GVA, 25.1% for GFLaV-1 and 24.7% for GLRaV-3. The results on phloematic viruses showed a gradient of elimination efficiency which could not be completely explained with the location of viral particles that seems to be only one of the several factors affecting virus susceptibility to heat stress. Moreover, the advantages of this experimental system provide the opportunity to obtain a greater understanding of the thermotherapeutic effects on phloematic viruses.     

山东省葡萄几种主要病毒病调查及检测研究

对采自山东省不同葡萄园类别的葡萄样品,采用PTA-ELISA法和Dot-ELISA法对葡萄茎痘相关病毒(GRSPaV)进行了检测,采用DAS-ELISA法对葡萄卷叶病的3个毒原(GL-RaV-1-、2-、3)进行了检测。GRSPaV检测结果表明:检测的61个品种518个样品,阳性样品率33.6%,阳性品种率73.8%,其中资源圃样品阳性率32.7%,生产园样品阳性率34.0%。对检测到阳性样品辅以RT-PCR法验证,2对引物均扩增出了预期片段,分别为解旋酶基因340 bp片段、CP基因842 bp片段。GLRaV-1-、2-、3的检测结果表明:鲜食品种3种病原的阳性样品率分别为33.7%、7.1%、62.2%,酿酒品种阳性样品率分别为35.1%、16.2%、54.1%,综合3种病毒的阳性样品率为76.3%,品种感染率87.7%。通过该类研究对推动国内葡萄无毒化生产有重要意义。     

中国葡萄卷叶相关病毒7检测及基因变异分析

葡萄卷叶相关病毒7(grapevine leafroll-associated virus 7,GLRaV-7)是与葡萄卷叶病相关的重要病原物之一。为明确中国GLRaV-7分离物的基因序列变异,采用RT-PCR方法对采自中国15个省(市)、自治区的188份葡萄样品进行检测,检出率为24.5%(44/188)。对来源于42个GLRaV-7分离物的外壳蛋白(coat protein,CP)和15个分离物的热休克蛋白70(heat-shock protein 70,HSP70)基因进行克隆、测序。序列分析结果显示,来源于国内外GLRaV-7分离物的CP和HSP70基因的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为89.12%~100.00%和88.94%~100.00%、85.33%~100.00%和88.97%~100.00%。基于CP和HSP70基因序列构建的进化树,分别将GLRaV-7分离物划分为6个和5个明显区分的组群。Gp3、Gp4和Gp5仅由中国分离物组成。本研究中初次分析国内外GLRaV-7分离物的CP和HSP70基因序列变异,可为进一步开展GLRaV-7分子检测的研发及不同变种的致病性研究提供依据。     

葡萄病毒B外壳蛋白原核表达及抗血清制备

根据已报道的葡萄病毒B(Grapevine virus B,GVB)核苷酸序列设计引物,采用RT-PCR方法从葡萄中扩增获得GVB外壳蛋白基因(cp),大小为594 bp。通过序列测定和分析,选取优势分离物GVB-JFL cp基因克隆到原核表达载体pET-28a,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导表达并纯化融合蛋白pET-GVB CP。SDS-PAGE电泳结果显示,融合蛋白获得过量表达,分子量约26 kD。以纯化蛋白为抗原免疫新西兰大耳白兔制备抗血清。采用间接ELISA和dot-ELISA对抗血清特异性进行检测,结果表明,抗血清可与感染GVB的西方烟和葡萄样品发生阳性反应,与健康植株及感染同属另一种病毒葡萄病毒A(Grapevine virus A,GVA)的样品不反应,阳性样品检测效价达1︰4 000,16个田间样品摩擦接种至烟草后有9个样品ELISA检测为阳性,表明制备的抗血清可用于GVB的特异性检测。     

葡萄A病毒四川分离物的外壳蛋白基因克隆与原核表达

葡萄A病毒（Grapevine Virus A,GVA）是葡萄病毒属（Vitivirus）的典型种,在世界葡萄产区广泛分布。采集10株“藤稔”葡萄成熟枝条,使用6种葡萄病毒ELISA试剂盒检测发现10个样本中有6个感染4种不同的葡萄病毒。以GVA的ELISA阳性植株为材料进行RT-PCR扩增,首次获得了GVA四川分离物SL10的完整外壳蛋白基因（CP）。该基因全长597 bp,将其与GeneBank收录的15个GVA分离物的CP序列进行比对和构建系统进化树。把不同地理起源的GVA分离物分成2个变异组;其中Ⅰ组包括3个分离物(与Ⅱ组的其他分离物只有75.9%～80.1%的序列同一性);其余的13个分离物组成Ⅱ组（组内分离物具有84.4%～99.5%的序列同一性）。构建了GVA CP的原核表达质粒PET-30-GVAcp并转化BL21菌株,经IPTG诱导,目的基因得到了大量表达。     

Effects of high vineyard temperatures on the grapevine leafroll associated virus elimination from Vitis vinifera L. cv. Napoleon tissue cultures

In vitro culture of shoot tips and axillary buds was used for virus elimination from the Spanish autochthonous table grapevine cultivar Napoleon which was infected by Grapevine leafroll associated virus-3 (GLRaV-3) and Grapevine fanleaf virus (GFLV). High percentages of GLRaV-3-free plants (91–100%) were obtained by establishing shoot tip cultures from infected mother plants of the 29-228, 74-16 and 77-266 clones. Lower percentages of virus-free plants (71–87%) were obtained by in vitro culture of the first, the second and the third axillary buds of the growing distal shoots. Percentages of virus-free plants obtained with both shoot tips and axillary buds varied according to the time of the year when the explants were collected and the bud position on the shoot. A increased efficiency of in vitro tissue culture methods was observed when cultures were established in summer and it was due in part to the high vineyard temperatures reached in the southeast of Spain during the hot season. GFLV- and GLRaV-3-free plants were only obtained by thermotherapy in combination with tissue culture methods from co-infected plants of the clone 39-29.     

西瓜抗病毒RNAi植物表达载体的构建

为了研究转化同一种病毒的不同基因在转基因西瓜中引发RNA沉默的效果以及利用RNA沉默培育抗多种病毒的策略,以pFGC5941为骨架质粒,分别构建了ZYMV cp、nib和Hc-Pro基因的反向重复植物表达载体pFIRZYMVCP、pFIRZYMVNIb和pFIRZYMVHc-Pro;利用重叠延伸PCR的方法,首先构建了含有CMV cp、WMV cp和ZYMV cp部分基因片段的CWZ cp三价基因,采用该三价基因构建了CWZ cp基因的反向重复植物表达载体pFIRCWZ CP。研究首次在国际上构建了西瓜转基因抗病毒RNAi植物表达载体,为探讨RNA沉默在转基因抗病毒西瓜中的应用奠定了基础。