南方水稻黑条矮缩病毒非结构蛋白的致病性分析

利用马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)异源病毒载体在本氏烟中分别和共同表达了南方水稻黑条矮缩病毒可能编码的6种非结构蛋白(Pns52、Pns6、Pns71、Pns72、Pns91和Pns92),采用实时荧光定量PCR技术分析了其表达水平。结果表明,与PVX空载体侵染的本氏烟相比,只有Pns92蛋白的表达能够表现出典型的花叶症状,6种蛋白共同表达时的症状与Pns92单独表达呈现的症状相似。推测Pns92可能与病毒的致病性有关。     

南方水稻黑条矮缩病毒非结构蛋白的亚细胞定位研究

病毒蛋白的亚细胞定位可以反映病毒的某种功能,是研究病毒功能的重要依据。借助农杆菌的介导,将南方水稻黑条矮缩病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV）可能编码的6种非结构蛋白分别在本氏烟细胞中表达,通过荧光共聚焦显微镜观察所表达的蛋白亚细胞定位情况。 结果表明：Pns52、Pns91定位相似,主要定位于细胞质,在细胞质中形成较大的颗粒状聚集体;Pns6、Pns71、Pns72和Pns92定位相似,分散于整个细胞,主要定位于细胞质中或膜上,均形成丝网状结构;WoLF PSORT对比分析显示它们可能都是膜内在蛋白（Integral membrane protein）,此外,Pns6在细胞质中还可以形成颗粒状的聚集体。     

一种快速同步检测水稻黑条矮缩病毒和南方水稻黑条矮缩病毒的方法

 水稻黑条矮缩病毒和南方水稻黑条矮缩病毒是近年来在水稻上危害日益严重的两种病毒,由于两者同属于呼肠孤病毒科斐济病毒属,在症状、粒体形状、传播介体及寄主等方面非常相似,由此也给诊断及鉴定造成了困难。针对这一问题,通过设计简并引物,并优化体系,建立了一种快速、简便、灵敏、特异的方法,为这两种病毒的检测及鉴别提供了方便。     

水稻黑条矮缩病毒基因组片段S10的cDNA克隆及全序列分析

基于RT-PCR策略克隆了水稻黑条矮缩病毒（rice black streaked dwarf virus,RBSDV）浙江分离株基因组S10,并测定了它的全序列。结果表明,水稻黑条矮缩病毒浙江分离物（RBSDV-Zj）基因组片段S10全长1801 nt（EMBL登录号为AJ297433）,仅含有一个大的开放阅读框（open reading frame,ORF）,编码一个63.1 kD的多肽,与日本的水稻黑条矮缩病毒基因组片段S10在核苷酸和氨基酸水平上同源性分别为93.8%和96.2%;与意大利玉米粗缩病毒（maize rough dwarf virus,MRDV）的基因组片段S10在核苷酸和氨基酸水平上的同源性分别为87.7%和92.0%,推测它们是同一病毒的不同地理小种。     

湖北发生的水稻矮缩病是南方水稻黑条矮缩病毒引起的

 近年来由水稻黑条矮缩病毒和南方水稻黑条矮缩病毒引起的水稻黑条矮缩病在华南、华东等地区暴发流行,给水稻生产带来严重损失,而湖北一直未有水稻黑条矮缩病流行的报道。然而,2009年和2010年在湖北省长江沿线的荆州、孝感、咸宁、黄石、鄂州、黄冈等水稻种植区普遍发生水稻矮缩减产的现象。经过症状观察、dsRNA电泳图谱分析、RT-PCR等方法,诊断该病是由南方水稻黑条矮缩病毒引起,说明该病毒已经随介体昆虫白背飞虱从我国南方传播至中部水稻种植区。     

水稻黑条矮缩病毒对非介体稻飞虱——白背飞虱适应性的影响

 为明确水稻感染病毒病后对非介体稻飞虱的影响,在室内研究了水稻感染黑条矮缩病病毒后对白背飞虱的生态适应性及其体内相关的保护酶和解毒酶活性的影响。结果表明, 在感染病毒水稻植株上取食对白背飞虱若虫存活率、发育历期、成虫性比、雌成虫体质量、产卵量和卵孵化率等影响不显著,但雌成虫寿命和卵历期显著缩短。取食感病稻株的成虫体内保护酶(CAT、SOD和POD)和解毒酶(AchE、 GST和CAE)的活性均显著增强。结果证明水稻感染黑条矮缩病病毒后非介体白背飞虱的适应性提高。     

与水稻黑条矮缩病毒p5b互作的水稻基因片段筛选

 由水稻黑条矮缩病毒基因组S5片段第2个开放阅读框（ORF）编码的p5b是一个功能未知的病毒非结构蛋白。构建了酵母双杂交体系的含水稻cDNA表达文库的pGADT7载体,同时将p5b 基因构建到诱饵质粒pGBKT7上（pGBK p5b）,Western Blot和自激活实验结果显示p5b可在酵母中正确表达且无自激活活性。进一步利用p5b蛋白作为诱饵用酵母双杂交筛选水稻cDNA表达文库,鉴定出一些参与光合作用、呼吸作用等重要代谢过程的关键酶基因片段,这些酶可能与p5b蛋白之间存在相互作用,推测这些互作在病株症状发展过程中起作用。     

水稻黑条矮缩病病毒外壳蛋白基因S10的原核表达、多克隆抗体制备及应用

用RT-PCR方法从感染水稻黑条矮缩病毒(rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)水稻中克隆该病毒的外壳蛋白基因S10,然后将此外壳蛋白基因再亚克隆到原核表达载体PET-32a中构建成重组原核表达载体pET32a-CP。将重组表达载体转化大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导,Ni+ NTA亲和柱纯化获得分子量约为76kD含硫氧还蛋白的融合蛋白。以纯化的重组蛋白为抗原免疫兔子制备RBSDV外壳蛋白的多克隆抗体,并用制备的多克隆抗体建立了可靠、灵敏、特异的检测RBSDV的免疫捕获RT-PCR及Dot-blot ELISA方法,为该水稻病毒病的诊断提供技术支持。     

水稻黑条矮缩病毒P7-1基因对水稻的遗传转化及转基因植株的抗病性分析

【目的】通过在水稻中过量表达水稻黑条矮缩病毒(Rice black streaked dwarf virus, RBSDV) P7-1基因,分析RBSDV P7-1是否是导致水稻不育的重要致病因子,并明确过量表达P7-1转基因植株对病毒的抗性。【方法】采用RT-PCR方法从感病植物中扩增获得RBSDV P7-1基因,构建pCAMBIA-1300-P7-1载体,通过农杆菌转化法获得转基因水稻,观察水稻是否能够正常结实,并采用人工接种病毒方法分析转基因植株的抗性。【结果】过量表达RBSDV P7-1的转基因水稻生长、结实正常。在接种7 d和14 d时转基因植株中病毒积累量显著低于野生型对照,但在28 d时部分转基因株系中病毒积累量高于对照,接种30 d时转基因植株的发病率与对照无明显差异。【结论】在水稻中过量表达RBSDV P7-1不影响水稻的结实;转基因水稻在RBSDV侵染早期可抑制病毒的积累,但在后期对病毒的抗性与对照没有明显差异。     

二穗短柄草被确定为水稻黑条矮缩病毒的新寄主

二穗短柄草(Brachypodium distachyon)是一种新兴的模式植物,在病毒-植物的互作研究中具有广阔的应用前景。水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)是一种重要的植物病毒,明确该病毒是否能够侵染二穗短柄草,是进行病毒-寄主互作研究的前提。本研究利用传毒介体灰飞虱将RBSDV人工接种于二穗短柄草Bd21,观察RBSDV是否侵染短柄草,以及侵染后的症状发展过程,同时对病毒进行了PCR检测。结果显示,RBSDV可以侵染二穗短柄草;初期症状为节间缩短,随后表现植株矮缩、心叶扭曲、缺刻等症状;PCR检测有明显的目的条带。由此确定二穗短柄草是RBSDV的新寄主,可作为该病毒与寄主互作的研究材料。这为进行RBSDV抗病基因鉴定、基因组学研究以及农作物的抗病育种奠定了基础。     

Transmission of Rice Black-Streaked Dwarf Virus from Frozen Infected Leaves to Healthy Rice Plants by Small Brown Planthopper (Laodelphax striatellus)

In order to preserve virus for identifying the resistance of rice varieties against rice black-streaked dwarf disease, a simple and reliable method was developed, through which virus-free small brown planthopper (SBPH) acquired rice black-streaked dwarf virus (RBSDV) from frozen infected leaves and the virus was transmitted to healthy rice plants. The experimental results showed that SBPH could obtain RBSDV from frozen infected rice leaves and the virus could be transmitted to a susceptible rice variety. For the ability to acquire RBSDV and transmit the virus to healthy plants by SBPH, there was no significant difference between frozen infected leaves and in vitro infected leaves. The novel method could be applied to identification of rice variety resistance to rice black-streaked dwarf disease, facilitating the breeding process for rice black-streaked dwarf disease resistance.     

水稻矮缩病毒Pns6和P8蛋白在病毒侵染水稻原生质体后的表达

【目的】为明确水稻矮缩病毒(Rice dwarf virus, RDV) Pns6和P8蛋白在病毒侵染水稻原生质体后的表达动态,【方法】利用PEG介导的病毒侵染原生质体体系,通过免疫荧光和电镜技术分析Pns6、P8蛋白以及病毒粒体在水稻原生质体中的定位;同时,通过Western blot和实时荧光定量PCR分析Pns6和P8蛋白及其RNA在水稻原生质体中的积累量。【结果】病毒接种水稻原生质体48 h后,Pns6蛋白在细胞质中可以形成类似于病毒原质(viroplasm)的点状内含体,P8蛋白也大量的表达。同时,病毒粒体在水稻原生质体中也形成内含体状的结构。病毒接种水稻原生质体12 h后,均可检测到Pns6和P8蛋白的表达,并且在36 h后达到最高值。病毒接种水稻原生质体后,Pns6 RNA在24 h时表达量达到最高,P8 RNA在36 h时表达量达到最高。【结论】RDV侵染水稻原生质体后,Pns6和P8蛋白均有表达,并且病毒也可能通过形成病毒原质来完成病毒在寄主细胞的复制和装配。     

Screening of Rice Genes Interacting with p5b of Rice BlackStreaked Dwarf Virus

Rice black-streaked dwarf virus (RBSDV) is a recognized member of the genus Fijivirus,family Reoviridae.Its genome has ten double-stranded RNA (dsRNA) segments (S1-S10),in which the fifth genome segment (S5) contains two open reading frames (ORFs) with a partially overlapping region.The second ORF of RBSDV S5 encodes a viral nonstructural protein named p5b with unknown function.To reveal the function of p5b,its gene was ligated into the bait plasmid pGBKT7 and an expression library containing rice cDNAs was constructed using plasmid pGADT7 for yeast two-hybrid assay.The bait protein p5b was detected in yeast by western blot,and the result of an auto-activation test showed that p5b could not autonomously activate the expression of reporter genes in yeast.Then the bait protein p5b was used for screening the cDNA expression libraries of rice.Gene fragments of some pivotal enzymes involved in photosynthesis,respiration and other important metabolic processes,were identified to interact with p5b in yeast,suggesting that these interactions may play roles in symptom development in infected plants.     

水稻瘤矮病病毒和矮缩病病毒的核苷酸结合蛋白和核酸结合蛋白及其结合能力分析

采用α-32P标记的三磷酸核苷酸与病毒粒子共浴的方法及Northwestern分子杂交方法,研究证明了RGDV结构蛋白中,P1蛋白可能是依赖于RNA的RNA聚合酶, P5蛋白可能具有RNA鸟苷酰转移酶功能,P6蛋白可能是核酸结合蛋白,是RGDV复制包装中的关键蛋白。与RGDV结构蛋白具有相同生物功能的RDV的核酸结合蛋白与核酸的结合能力最强,依赖于RNA的RNA聚合酶与核酸的结合能力次之,RNA鸟苷酰转移酶与核酸的结合能力最弱。结果暗示了可以根据与核酸的结合能力,辅助判断RDV或RGDV这3个结构蛋白的生物功能。     

酵母双杂交系统筛选与水稻黑条矮缩病毒P6互作的水稻蛋白

RBSDV编码的非结构蛋白P6为该病毒的沉默抑制子。为了研究P6与寄主水稻间的互作关系,首先利用RT-PCR扩增,获得水稻黑条矮缩病毒P6基因,并将其构建到酵母表达载体pGBKT7上,自激活验证表明,P6蛋白无自激活活性。利用酵母双杂交系统顺序转化法从水稻cDNA文库中筛选,获得4个与RBSDVP6互作的寄主因子,分别为水稻内囊体抗坏血酸过氧化物酶、醛糖1差向异构酶、immutans蛋白基因同源蛋白和一个功能未知蛋白。分析了3个已知功能的寄主因子在病毒侵染过程中的可能功能。