云南芝麻丛枝和花变叶植原体16S rRNA和rp基因序列分析

 本研究通过对表现出丛枝和花变叶症状的芝麻感病植株总DNA进行植原体16S rRNA和rp基因的PCR扩增、克隆、测序及序列分析,明确了两种病株的病原均为植原体,并将其命名为云南元谋芝麻丛枝植原体(SEWB-YNym)和云南元谋芝麻花变叶植原体(SEP-YNym)。两个株系的16S rRNA基因片段长度均为1 248 bp,并且碱基序列完全一致。通过与其他地区报道的芝麻植原体株系16S rRNA基因序列比对后发现这两个株系与来自缅甸的株系不存在位点差异,而与泰国、中国台湾、印度的株系分别存在3~6个位点差异。同时,还从两个株系中获得了长度均为1 171 bp并且碱基序列也完全一致的SEWB-YNym和SEP-YNym的rp基因序列。此rp基因序列包括全部rpl22基因(nt90-476)和部分rps3基因(nt550-1170),分别编码128和206个氨基酸。通过对16S rRNA和rp基因的序列进行同源性比对、构建系统进化树等分析,表明两个株系与候选种‘Candidatus Phytoplasma aurantifolia'相关,为16SrII-A亚组成员,并归属于植原体rp-iii亚进化支。     

西北旱区枣疯病植原体核糖体蛋白基因的生物信息学分析

枣疯病是枣树上的一种具有毁灭性的植原体病害,几乎分布于国内所有的枣树栽培区,造成了巨大的经济损失.对我国陕西、宁夏、甘肃3省枣疯病样品植原体核糖体蛋白基因进行克隆和测序,获得枣疯病植原体的核糖体基因片段为1 196bp,包含部分rps19,rpl22和rps3三个基因,其中rpl22和rps3大小分别354bp和753bp,分别编码118和251个氨基酸,且这两个基因为非重叠基因.序列同源性比较结果表明:我国陕西、宁夏、甘肃的枣疯病植原体的核糖体蛋白rp基因大小一致,归属于植原体16S rⅤ-B组;该植原体核糖体蛋白基因特性与樱桃致死黄化(CLY5)和桃树黄化印度分离株系(PY-In)植原体相似.首次报道了我国枣疯病核糖体蛋白基因rp基因的序列,把枣疯病植原体归到16S rⅤ-B组,为枣疯病植原体提供了新的分类依据.     

云南泡桐丛枝病植原体核糖体蛋白基因片段序列分析

 应用植原体核糖体蛋白基因通用引物对rpF1/rpR1,对采自云南省曲靖市的泡桐丛枝病植原体DNA (PaWB-QJ)进行PCR扩增,得到1.3 kb的特异片段,证明此病株中存在植原体。将此片段与pGEM-T Easy载体连接并转化大肠杆菌JM109感受态细胞,进行PCR鉴定、核糖体蛋白基因部分核苷酸序列测定及分析。结果表明,该株系(PaWB-QJ)核糖体蛋白基因片段长1 244 bp,包含rps19、rpl22和rps3基因。对PaWB-QJ株系的核糖体蛋白基因序列的同源性比较结果显示与16S rI-B亚组的翠菊黄化(Aster yellows,AY)、长春花黄化(Periwinkle yellows,PY)和泡桐丛枝德国株系(Paulownia witches'-broom,PaWB-German)的亲缘关系最近,达到99.0%以上,而与其它组中的株系明显低于97.0%,所以认为该植原体株系属于翠菊黄化组B亚组(16SrI-B)。     

天津滨海新区泡桐丛枝病植原体16S rDNA基因序列分析

利用分子生物学技术对天津滨海新区泡桐丛枝病病原进行分类鉴定。采用植原体16S rDNA通用引物R16mF2/R16mR1对患病植株总DNA进行PCR扩增,得到约1.4 kb特异性片段。克隆测序、Blast比对和iPhyClassifier分析结果表明,天津滨海新区泡桐丛枝植原体16S rDNA基因片段长1 432 bp,与国内泡桐丛枝植原体PY株系相似性最高,达99.86%,归属于16SrI组(aster yellows group,翠菊黄化组)D亚组。系统树构建与分析显示,泡桐丛枝病天津滨海株PaWB-TJBH与16SrI其他亚组亲缘关系较近,同在16SrI组进化枝上,与16Sr I-D组亲缘关系最近;16S rDNA序列RFLP电子酶切图谱表明,PaWB-TJBH属于16SrI-D组一个成员,与同源性比较和系统进化分析结果一致。     

桃红叶植原体检测及鉴定

对表现红叶的桃植株进行植原体16SrRNA基因PCR扩增,得到1.2kb的特异片段.将此片段与pGEM T Easy载体连接并转化到大肠杆茵DH5α感受态细胞中.通过酶切、PCR鉴定,对筛选得到的重组阳性克隆进行序列测定及同源性比较分析,确定该株系属于翠菊黄化植原体组(Aster yellows group,16SrI).在国内首次报道了翠菊黄化组中的植原体侵染桃树.     

小麦蓝矮病植原体16S rDNA基因片段的比较分析

 小麦蓝矮病是陕西乃至西北冬麦麦区的一个重要病害,由介体条沙叶蝉专化性传播。对小麦蓝矮病株叶片和带毒条沙叶蝉进行超薄切片及电镜观察,在叶片韧皮部和叶蝉后肠中均观察到大量典型植原体。利用植原体16S rDNA基因保守序列通用引物对Rm16F2/Rm16R1,应用PCR技术从小麦蓝矮病株叶片中扩增到1.4 kb的特异片段。通过对16S rDNA基因片段序列同源性比较,结果表明小麦蓝矮病病原与三叶草绿变、翠菊黄化、绣球花绿变、草莓矮化和番茄巨芽植原体亲缘关系较近,其同源率为99.2%~99.9%。据此可以判定小麦蓝矮病植原体是属于植原体16SrⅠ组,确定了其分类地位。     

广东花生丛枝病植原体的分子鉴定

2020年在广东省湛江市遂溪县田间发现表现明显丛枝?小叶, 类似植原体感染症状的花生病株?本研究利用分子生物学技术对其病原进行鉴定?以花生病叶的总DNA为模板, 利用植原体16S rRNA和SecY基因通用引物进行PCR扩增, 获得广东花生丛枝病植原体(PnWB-GDSX-2020)16S rRNA基因片段(1 430 bp, GenBank登录号为MZ427281)和SecY基因片段(1 709 bp, GenBank登录号为MZ437794)?序列一致性和系统进化分析显示, PnWB-GDSX-2020的16S rRNA序列与16SrⅡ-A?16SrⅡ-D和16SrⅡ-V亚组植原体一致性最高, 亲缘关系最近; 进一步利用iPhyClassifier对16S rRNA序列进行在线虚拟RFLP分析, 结果显示, PnWB-GDSX-2020的虚拟RFLP 图谱与16SrⅡ-V亚组的参照株系‘Praxelis clematidea’ phyllody phytoplasma (GenBank登录号:KY568717) 酶切图谱一致, 相似系数为1.00?因此, PnWB-GDSX-2020属于16SrⅡ-V亚组成员?所获得的PnWB-GDSX-2020 Sec Y基因序列与花生丛枝植原体的一致性最高, 亲缘关系最近?本文确定了广东花生丛枝病相关植原体的分类地位, 为当地病害诊断?检测以及防控提供科学依据?     

竹丛枝植原体16SrDNA片段克隆与序列分析

利用植原体16SrRNA基因序列设计合成的引物,对表现丛枝的竹子植株总DNA进行直接PCR及巢式PCR扩增,得到长1.2kb的目的片段。将此片段与pGEMTEasy载体连接并转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞中。通过酶切、PCR鉴定,对筛选得到的重组阳性克隆进行核酸序列测定及同源性比较分析,结果表明其与植原体16SrⅠ组中的西方翠菊黄化植原体(SAY)同源率为99%。依据16SrDNA序列建立了竹子丛枝病植原体株系的系统进化树。对云南竹子丛枝病植原体株系分类鉴定与已报道的结果相似。     

小麦蓝矮病植原体转运蛋白secY基因片段序列分析

 Wheat blue dwarf(WBD) is a disease caused by phytoplasma and only reported from China. A fragment about 1.3 kb in protein translocation gene, secY was amplified by PCR from the total DNA of di-seased wheat sample with primer pair secYF/secYR, which was designed based on secY gene sequence of known 16SrI group members. Nucleotide acid sequence analysis of amplified fragment indicated that the length was 1 240 bp. A phylogenetic tree based on secY gene sequences was constructed and showed that wheat blue dwarf phytoplasma was clustered into the Candidatus Phytoplasma asteris, subgroup 16SrI-C. Wheat blue dwarf phytoplasma showed high homology with clover phyllody phytoplasma strains based on sequence comparison and phylogenetic analysis.     

仙人掌丛枝病植原体检测和16S rDNA片段序列分析

 对仙人掌丛生幼嫩组织进行超薄切片电镜观察,在韧皮部筛管中存在大量植原体;根据植原体16S rRNA基因保守序列设计的通用引物对R16 F₂/R₂,应用PCR技术对仙人掌丛枝病进行分子检测,结果扩增到约1.2 kb的特异性片段,而在健康组织中却没有此特异片段;通过16S rDNA片段核酸序列同源性比较,结果表明仙人掌丛枝病植原体与花生丛枝病植原体亲缘关系最近,据此可初步判断仙人掌丛枝病植原体是一种属于16Sr Ⅱ组的植原体,基本确定了其分类地位。     

海南长春花黄化病植原体的16S rDNA序列分析研究

 Periwinkle(Catharanthus roseus) yellows is a common disease in Hainan. Periwinkle's leaf tissue with symptoms was assayed for phytoplasma infection by using PCR assay employing phytoplasma universal 16S rRNA gene primers (Rl6mF2/Rl6mR1). A PCR product (about 1.4 kb) was amplified from periwinkle showed yellows. Nucleotide sequencing and phylogenetic tree analysis showed that the amplified 16S rDNA contained 1 432 nucleotides, the most homology was 98.1% with the members of elm yellows group (16S r Ⅴ) and clustered in the same clade, while it was under 96.1% with other phytoplasma groups. Our results suggested that the phytoplasma sample belonged to 16S rⅤgroup and was tentatively named as Hainan periwinkle yellows phytoplasma (PY-Hn). This is the first report of existence of 16S r Ⅴ group phytoplasma in naturally infected periwinkle.     

黄槐丛枝病植原体的检测及鉴定

 应用植原体16S rRNA基因通用引物,对自然表现丛枝的黄槐植株进行巢式PCR检测,得到约1.2 kb的特异片段,证明此植株中存在植原体.将此特异片段与pGEM-T Easy载体连接并转化到大肠杆菌JM109感受态细胞中,通过PCR鉴定、序列测定及同源性比较分析,结果表明此植原体株系(STWB)16S rDNA片段G+C含量为45.8%,与榆树黄化植原体组(Elm yellows group,16SrV group)中的各株系最高同源率可达99.4%,而与其它组中的株系明显低于97.0%,故认为该植原体株系为榆树黄化植原体组中的成员之一.     

杏褪绿卷叶植原体新疆分离物16S rDNA基因克隆与序列分析

利用植原体16S rDNA基因通用引物对新疆轮台县疑似杏褪绿卷叶病植株总DNA进行巢氏PCR检测,扩增出大小约1.2 kb的特异性条带。对扩增产物克隆和测序,确定特异片段大小为1248 bp。序列同源性比较和系统进化分析表明,新疆杏褪绿卷叶植原体不同分离株16S rDNA基因序列同源性极高,达到99.8%~100%。与16SrⅤ组成员的同源性达到98.2%以上,其中与16SrⅤ-B亚组的枣疯病植原体山东宝山分离株,甜樱桃绿化植原体山东分离株同源性最高,达到99.4%~99.6%。进一步虚拟RFLP分析,结果表明该植原体属于榆树黄化组(16SrⅤ)的一个新的亚组,与其相似性最高的是16SrⅤ-B亚组,相似系数为0.94。本研究首次报道了新疆杏褪绿卷叶植原体16S rDNA的序列,确定了其分类地位,为杏褪绿卷叶病的早期诊断和检测提供了基础。     

甜菜夜蛾三个60S核糖体蛋白基因的获得与序列分析

核糖体是生物细胞内的蛋白质合成场所,核糖体蛋白除了参与组装核糖体的大小亚基之外,在生物体内还行使其它功能。本研究以甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫整体的cDNA为模板,扩增得到了甜菜夜蛾60S核糖体蛋白L6、L7和L10的cDNA序列SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10。SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10的开放读码框分别为819bp、807bp和660bp,分别编码272、268和219个氨基酸。其中SeRPL7中包含一段由27个氨基酸构成的信号肽序列,SeRPL10中有一个预测的抗生素结合位点。通过NJ进化树构建及与其它昆虫相应的核糖体蛋白比较,发现这三个基因都具有高度的保守性,SeRPL7和SeRPL10氨基酸序列与许多昆虫相应蛋白的同源性都超过了70%。     

金莲花绿变植原体的分子鉴定

本研究对河北省大面积发生的金莲花绿变病的病原进行检测和鉴定。以金莲花叶片的总DNA为模板,使用植原体16S rDNA和核糖体蛋白(ribosomal protein)基因rp的特异性引物进行PCR扩增,在感病金莲花样品中扩增到植原体的16S rDNA(1 432 bp)片段和rp基因(1 240 bp)片段。序列分析发现,获得的16S rDNA和rp基因片段与洋葱黄化植原体Onion yellows phytoplasma(GenBank登录号:AP006628)的相似度最高,分别为99.9%和99.3%,确定金莲花绿变病的病原为植原体,暂命名为金莲花绿变植原体Trollius chinensis virescence phytoplasma。对金莲花绿变植原体的16S rDNA进行虚拟RFLP分析,发现其酶切图谱与16SrⅠ-B亚组的洋葱黄化植原体的参照图谱完全一致,相似系数1.00。16S rDNA和rp基因的系统发育进化树显示,金莲花绿变植原体与16SrⅠ-B亚组的植原体聚为一支,属于植原体16S rⅠ-B亚组。     

海南省木豆丛枝病植原体的分子检测及鉴定

 利用植原体通用引物R16mF2/R16mR1和rp (Ⅱ) F1/rp (Ⅱ) R1对海南木豆丛枝病植原体16S rDNA和部分核糖体蛋白(ribosomal protein,rp)基因序列进行PCR扩增、克隆和测序。获得海南木豆丛枝病植原体16S rDNA基因片段为1430bp,rp基因片段为1170bp。核苷酸同源性比较和系统进化树构建表明,引起海南木豆丛枝病的植原体应属于16SrⅡ组中的亚组ⅲ。本研究首次从分子水平确定了引起我国海南木豆丛枝病的病原物为植原体,明确了其分类地位,为该病害流行学研究和防治提供了理论依据。     

植原体16S rDNA RFLP指纹图谱分析软件研究

 植原体是一类寄生于植物韧皮部的原核生物。目前国际上主要根据植原体16S rDNA RFLP图谱的比对进行分类及鉴定。传统的PCR-RFLP试验步骤繁琐、重复性差,误差大,尤其在检测鉴定大量植原体病原时,耗时、耗力。通过对目前已公布的全部植原体16S rDNA序列进行比对整理,并生成16S rDNA RFLP电子指纹图谱库。在此基础上开发了指纹图谱分析软件DNA-FP Cluster1.0。该软件可基于序列或图谱形式进行比对,并自动输出比对结果。结果呈现形式为3种:即一种16S rDNA RFLP图谱与多种图谱间相似性分析;多种16S rDNA RFLP图谱间相似性分析;16S rDNA RFLP图谱间相似度树状图。该软件在不需要酶切试验操作的情况下实现了对植原体的快速分类与鉴定,并解决了因植原体材料不全而无法进行植原体酶切后比对的难题,为今后植原体候选种内的细化分类提供了方法与工具。     

泡桐丛枝植原体pPaWBNy-1-ORF5编码蛋白的原核表达和抗体制备

 利用含泡桐丛枝植原体质粒pPaWBNy-1的3.0 kb片段的克隆为模板,PCR扩增pPaWBNy-1-ORF5的亲水性肽段编码区。目的片段连接到原核表达载体pET28a(+),重组质粒pET28a-ORF5-5转化大肠杆菌(Escherichia coli)Rosseta (DE3)感受态细胞,菌液处在对数生长期时(OD₆₀₀=0.52),添加IPTG诱导5 h后收集菌体,提取蛋白并进行聚丙烯酰胺凝胶电泳。用六聚组氨酸标签抗体进行Western blot检测,发现分子量约为15 kDa的含多聚组氨酸标签的目的蛋白得到表达。切胶回收融合蛋白,免疫德国大白兔以制备抗血清,间接ELISA法测定抗血清的效价约为1∶8 100。用制备的ORF5编码蛋白的抗血清进行Western blot分析,结果在带菌的介体昆虫茶翅蝽(Halyomorpha halys)中检测到大小约为17 kDa的特异蛋白条带,但在健康和感病泡桐(Paulownia sp.)及无菌茶翅蝽中均未检测到,由此推测pPaWBNy-1-ORF5蛋白与介体昆虫传播植原体有关。     

两种林木植原体病害的分子鉴定

近年来, 林木植原体病害发生日趋严重, 对我国林业经济和生态造成了很大损失。2021年-2022年, 在山西沙棘主产区的沙棘上和北京冬奥园区的油松上分别出现了典型的植原体病害症状;沙棘叶片皱缩, 呈小叶状;油松过度分枝生长且出现球状结构等。本研究通过荧光显微观察, 16S rRNA和tuf基因序列分析, 并结合虚拟限制性片段长度多态性分析证实了这两种病害均由植原体引起。基于16S rRNA的系统进化分析显示:引起沙棘叶片皱缩的植原体与泡桐丛枝植原体(Paulownia witches’-broom phytoplasma, OP107515.1)的相似性最高(99.92%), 引起油松丛枝的植原体与狗尾草丛枝植原体株系(Setaria viridis witches’-broom phytoplasma, FJ263625.1)的相似性最高(99.52%);基于tuf基因的系统发育树显示, 二者同属于16SrⅠ组D亚组(16SrⅠ-D)。本研究首次明确了沙棘叶片皱缩病和油松丛枝病相关植原体的分类地位, 为这两种植原体病害的准确诊断、快速检测及其防治提供了基础资料。     

竹小叶病植原体的分子鉴定

 2008年在杨凌采集到具有典型植原体侵染症状的菲白竹,应用植原体16S rRNA基因的通用引物对R16mF2／R16mR1和R16F2n／R16R2对其进行检测,巢式PCR得到约1.2 kb的特异性片段。对扩增片段进行测序并进行系统进化树分析,结果表明,该病原属于翠菊黄化组(Candidatus Phytoplasma asteris),与该组成员同源性均在98%以上。随后用16Sr Ⅰ组和Ⅴ组特异引物对R16（Ⅰ）F1／R16（Ⅰ）R1和R16（Ⅴ）F1／R16（Ⅴ）R1也证明其属于翠菊黄化组,RFLP 分析表明该植原体属于16SrⅠ-B亚组。植原体侵染菲白竹在中国属首次报道。