感染大麦黄矮病毒的小麦中vsiRNA特征分析

 RNA沉默是植物中一种保守的抗病毒机制,其以大量病毒来源的小干扰RNA(virus-derived small interfering RNAs,vsiRNAs)的产生为标志,病毒在侵染寄主过程中可通过vsiRNAs靶向寄主转录本以对抗这种防御机制。BYDV-GAV引起的小麦黄矮病导致小麦黄化和矮化症状,对小麦生产构成严重威胁。通过深度测序技术,分析了感染BYDV-GAV的感病小麦品种‘小偃6号’中vsiRNAs的特征,共得到11 384个vsiRNAs,并预测到37 784个寄主靶基因。发现来源于BYDV-GAV基因组的正义和反义链的vsiRNAs的数量分布大致相等,在5’末端具有A和C偏好性,长度主要在21nt~22nt。靶基因的功能分析表明这些靶基因参与了广泛的生物学功能,尤其是在寄主-病原物互作中占的比重最大。选取25个参与寄主-病原互作的抗性相关基因进行定量验证,发现接种BYDV-GAV后有15个明显下调,6个上调,4个微弱下调,表明测序结果和靶基因预测可靠。推测BYDV-GAV可以通过vsiRNAs干扰寄主抗性基因表达和信号转导,从而实现对感病寄主的侵染。研究结果对揭示BYDV-GAV与小麦互作的分子机制具有重要意义。     

大麦黄矮病毒PAV血清型免疫电镜检测

用免疫电镜技术对大麦黄矮病毒PAV 血清型进行了检测。病毒粗提液经过抗体IgG 的诱捕、修饰后,在电镜下观察到病毒粒体。病毒在抗体的诱捕下,产生了明显的聚集效应。单个病毒粒体周围有抗体环,病毒二聚集体之间有抗体桥存在。病毒粒体表面结构清晰,而且能够清楚地看到抗体分子与病毒表面突起的结合     

大麦黄矮病毒侵染小麦miRNA鉴定和特征分析

大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf viruses, BYDVs)引起的小麦黄矮病严重威胁我国麦类生产,造成严重经济损失。植物中的miRNA调控植物生长发育、信号转导及对外界压力的反应,通过调控植物抗性基因的表达影响植物与病原物的互作。本研究对感染BYDV-GAV后3 d、7 d及健康对照的‘小偃6号’小麦样品进行miRNA测序,合并去冗余后分别得到99、96、95个已知的miRNA序列和806、809、1 024个新miRNA序列。对这些miRNA进行差异表达分析,BYDV-GAV侵染后3 d和7 d的小麦样品,与对照相比上调表达的miRNA数量分别为3个和7个,下调表达的为14个和12个。将差异表达的miRNA利用psRNATarget进行靶基因预测,共得到1 254个靶标基因。靶基因的KEGG和GO富集分析,进一步明确了其功能及作用通路。对14个病毒病症状相关的靶基因进行定量分析,结果表明随病毒侵染时间的延长,这些靶基因出现差异性表达,显示miRNA参与了寄主与病毒的互作。研究结果有助于揭示BYDV-GAV与寄主小麦的互作机理。     

大麦黄矮病毒侵染小麦miRNA鉴定和特征分析

 大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf viruses,BYDVs)引起的小麦黄矮病严重威胁我国麦类生产,造成严重经济损失。植物中的miRNA调控植物生长发育、信号转导及对外界压力的反应,通过调控植物抗性基因的表达影响植物与病原物的互作。本研究对感染BYDV-GAV 后3 d、7 d及健康对照的‘小偃6号'小麦样品进行miRNA测序,合并去冗余后分别得到99、96、95个已知的miRNA序列和806、809、1 024个新miRNA序列。对这些miRNA进行差异表达分析,BYDV-GAV侵染后3 d和7 d的小麦样品,与对照相比上调表达的miRNA数量分别为3个和7个,下调表达的为14个和12个。将差异表达的miRNA利用psRNATarget进行靶基因预测,共得到1 254个靶标基因。靶基因的KEGG和GO富集分析,进一步明确了其功能及作用通路。对14个病毒病症状相关的靶基因进行定量分析,结果表明随病毒侵染时间的延长,这些靶基因出现差异性表达,显示miRNA参与了寄主与病毒的互作。研究结果有助于揭示BYDV-GAV与寄主小麦的互作机理。     

大麦黄矮病毒GPV与GAV株系间异源装配现象的初步研究

 以我国麦区的大麦黄矮病毒GPV、GAV株系为材料,利用它们的蚜传特异性,将由禾谷缢管蚜传播的GPV和由麦长管蚜传播的GAV混合侵染到岸黑燕麦上,并进行继代传毒。混合侵染后代蚜传表现型的变化初步表明存在异源装配现象,且表现型混合发生的比例较高。用DAS-ELISA和RT-PCR法对混合侵染后代进行了测定,进一步证明了异源包装现象的存在。部分基因的核苷酸序列分析初步显示所测定的混合侵染后代中没有发生基因重组。     

大麦黄矮病毒-GAV在燕麦植株体内运动规律的初步研究

 利用RT-PCR方法研究了大麦黄矮病毒-GAV在燕麦植株内的移动规律。先将介体麦二叉蚜(Schizaphis graminum)在BYDV-GAV新鲜病叶上饲毒,再将获毒蚜虫放置到二叶期的健康燕麦植株接种48h,随后分期提取接种植株的第1~6片叶和根组织的总RNA,利用特异引物扩增BYDV-GAV的外壳蛋白(CP)基因以检测病毒在燕麦植株内的复制和移动。结果表明,在接种5d后,接种叶片(第2片叶)呈现阳性,接种7d后,植株新生的第4片叶被侵染,接种9d后,部分的第3片叶呈现阳性,至接种16d,几乎所有的叶片均呈现阳性。仅在接种的第5、7和9d收集的根组织呈现阳性,而所有的第1片叶均为阴性,可能是由于这些组织内病毒含量太低所致。本研究初步揭示了BYDV-GAV长距离运动的规律并且发现该病毒在燕麦根部从接种到系统发病都没有进行大量增殖,为今后进一步研究病毒运动机制选取适当的植物材料提供了基本信息。     

大麦黄矮病毒PAV中国分离物外壳蛋白基因的克隆及同源性分析

 大麦黄矮病毒PAV株系由麦长管蚜和禾谷缢管蚜传毒。本研究通过RT-PCR、克隆和序列测定后,确认所得到的我国小麦PAV分离物的外壳蛋白基因片段由600个核苷酸组成,编码199个氨基酸。序列同源性比较结果显示,与BYDV的其它株系典型分离物的外壳蛋白基因同源性最高为74.5%,而与国外发表的PAV 8个分离物的CP基因核苷酸同源性为81%左右,且同源性比较的分值也较其它株系高。氨基酸序列的比较中,仅在46到60位氨基酸差别较大。     

6种病毒抑制剂对西藏青稞上大麦黄矮病的防治效果

通过田间小区试验,开展了6种病毒抑制剂对西藏青稞上大麦黄矮病防治效果的研究.采用带毒蚜虫人工接种法,于青稞起身拔节期每株接种10～15头带毒麦长管蚜,7 d后灭蚜,灭蚜后3d喷施病毒抑制剂,在成株期出现黄矮病症状后调查病株率、病情指数、防治效果,以及长势和产量.结果表明,6种病毒抑制剂对青稞上大麦黄矮病有不同程度的防治...     

大麦黄矮病毒GPV株系ORF4基因在大肠杆菌中的表达及特异抗血清的制备

 根据已报道的大麦黄矮病毒GPV株系(BYDV-GPV)相关基因序列设计合成引物,利用RT-PCR方法获得ORF4基因,并将其克隆到原核表达载体pET-5a中。经IPTG诱导、SDS-PAGE分析,结果表明:ORF4基因在大肠杆菌BL21(DE3) pLysS中获得了高效表达,分子量为17 kDa。以回收的表达产物为抗原免疫家兔,制备了BYDV-GPV 17kDa蛋白的特异性抗血清。Western blot检测结果,制备的抗血清可用于检测BYDV-GPV侵染后在燕麦体内表达的17 kDa蛋白。     

兼抗麦长管蚜和大麦黄矮病毒的小麦种质田间鉴定筛选

为鉴定筛选兼抗麦长管蚜和大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus, BYDV)的小麦种质,采用自然感蚜/感病系数法,对36个外引和远缘杂交选育的小麦种质材料进行了2年的田间鉴定,并分析了感虫性与感病性的相关关系。结果表明,2年中均兼抗麦长管蚜和BYDV的种质仅有KOKIPPCAS、KOK、Amigo-3和PI137739共4个材料,占总鉴定材料的11.11%;对二者均敏感的有98-10-35q-9、186Tm39、Tam200e12-14a、Tam200(27)7、小偃22、西农1376和小偃6号共7个材料,占19.44%。其它材料仅抗虫或仅抗病,或仅在一年中表现抗病或抗虫,如材料98-10-30和98-10-35a8抗麦长管蚜,但对BYDV敏感;材料Tam200(13)G和PIG23(2)C感蚜,但对BYDV有抑制作用。BYDV发生普遍率(发病株率)和严重度(病情指数)与有蚜株率显著相关,严重度还与感蚜指数显著相关,但感病植株的病级均值与有蚜株率无显著相关性。表明自然界长期的进化和选择使许多抗病虫基因得以保存下来,但较多抗性基因只在抗病或抗虫的某一方面表现有效,需给予更多关注。     

Plant community diversity influences vector behaviour and Barley yellow dwarf virus population structure

The species composition of a plant community can affect the distribution and abundance of other organisms including plant pathogens. The goal of this study was to understand the role of host diversity in the transmission of two Barley yellow dwarf virus (BYDV) species that share insect vectors and hosts. Greenhouse experiments measured the transmission rate of BYDV species PAV and PAS from infected oat plants to healthy agricultural and wild grasses and from these species back to healthy oat seedlings. In the field component of the study, the rate of spread of PAV and PAS was measured in monoculture plots planted with agricultural grasses. In greenhouse experiments, the aphid vector more readily transmitted PAV from agricultural grasses and more readily inoculated PAS to the wild grass species assayed. In the field experiment, disease prevalence was greater in wheat, but there was no difference in the rate of spread of PAV and PAS. These results indicate an interaction between vector and host genotype that selects for greater PAV transmission in grain crops, contributes to differences in disease prevalence between grass types, and maintains pathogen diversity within the larger plant community (i.e. agricultural and non‐agricultural hosts).     

我国不同地区麦蚜携带BYDV-GAV比率的差异

为了研究我国不同地区麦蚜携带大麦黄矮病毒麦二叉蚜麦长管蚜非专化性株系(BYDV GAV)比率的差异,采用RT-PCR技术,对BYDV-GAV的传毒介体麦蚜带毒情况进行检测.所用方法具有较高的灵敏度和特异性,测定样本用量可少至1/200头蚜虫;对采自我国主要麦区的蚜虫样本进行分子检测,山西、甘肃、青海、陕西11个小麦黄矮病重病区蚜虫样本带毒率为56％～91.5％,而河北、河南两省4个非重病区蚜虫样本带毒率为2.5％～33％.通过试验证实,我国不同地区麦蚜携带BYDV-GAV比率存在差异,小麦黄矮病重病区山西、甘肃、青海、陕西等地的麦蚜带毒率高,而非重病区河北、河南等地的麦蚜带毒率低.     

人工饲料条件下大麦黄矮病毒GAV株系对麦长管蚜种群适合度的直接影响

植物病毒与介体蚜虫存在复杂的互作关系。前人关于植物病毒对蚜虫调控作用的研究主要集中在植物病毒通过寄主植物对蚜虫的间接影响上,未见植物病毒对介体蚜虫适合度直接调控的报道。鉴于此,我们以麦长管蚜Sitobion miscanthi (Takahashi)为试虫,以其传播的大麦黄矮病毒-GAV(Barley yellow dwarf virus GAV,BYDV-GAV)为测试病毒,以全纯人工饲料加入BYDV-GAV病毒提取液饲养麦长管蚜4 d,使之在不接触寄主植物条件下获毒,然后分别在全纯人工饲料和无毒小麦叶片上继续饲养,直至死亡。利用生命表技术分析麦长管蚜生长发育和繁殖参数。研究结果表明:在无毒小麦叶片饲养条件下,与未获毒对照麦长管蚜相比,获毒后麦长管蚜生活史参数成虫历期和产仔天数显著降低,繁殖力显著增加;种群参数内禀增长率、净繁殖率、周限增长率显著增加,平均世代周期显著降低。在全纯人工饲料条件下,与未获毒对照相比,获毒后麦长管蚜仅成虫历期和产仔天数显著下降,而其他生活史参数及种群参数均无显著差异。说明BYDV-GAV使得介体麦长管蚜在小麦叶片上的适合度显著提高,这是由麦长管蚜与寄主植物互作引起的,而病毒对介体麦长管蚜的适合度无直接调控作用。     

青海省小麦种质资源对大麦黄矮病毒的抗性鉴定

为明确青海省不同小麦种质资源对大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus,BYDV)的抗性差异,于2014—2015年采用堆测法人工接种鉴定了178份种质资源的抗病性。结果显示,不同小麦种质资源对黄矮病的抗性存在较大差异,甘A100、川766、陕1059、兰麦-2的病情指数依次为14.83、23.60、23.99和24.66,表现出较好的抗病性;病情指数在50.00以上的高感品种有69份,包括尕老汉、白板麦、兴热密穗等,其中白板麦病情指数高达72.35,高于感病对照阿勃;其余种质资源病情指数在25.00~50.00之间,表现为感病;甘A101、甘A99、藏515、藏519、木汉麦、群科大白麦、拉胎板麦、小红麦-2和朗县折达25初期表现感病,后期恢复健康,有一定的耐病性;抗病性不同的种质资源感染BYDV后,对小麦产量的影响差异很大,抗病对照中4产量损失8.96%,耐病品种产量损失在13.64%~19.74%之间,高病品种尕老汉产量损失达41.91%,表明小麦种质资源中抗BYDV的品种极少。     

抗黄矮病小麦新品系的分子标记检测研究

本研究对以小麦-中间偃麦草异附加系L1和小麦-中间偃麦草部分双二倍体‘无芒中4’为抗源选育出的抗黄矮病小麦新品系进行分子检测和抗病性鉴定.通过应用RAPD、SSR、SCAR 3种分子标记OPF15、Xgwm37、SC-W37进行分子检测,并采用人工接种和大田自然感病的方式进行抗黄矮病鉴定,筛选到了‘93646’、‘2003-2’等高抗黄矮病的小麦新品系.分子检测抗黄矮病基因与田间抗病鉴定结果基本一致,应用的3种PCR标记都可以检测出抗病材料,但SCAR标记SC-W37特异性强、稳定性好,可在小麦抗黄矮病育种早代选择过程中发挥重要作用.