南方水稻黑条矮缩病毒的快速检测

南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)病原鉴定和介体带毒率检测是病害防治的前提条件。本研究分别建立了病株dsRNA基因组鉴定法和介体带毒率测定的斑点杂交法。结果显示:dsRNA基因组鉴定法可以从0.5 g水稻病株组织中快速检测到SRBSDV,不需要经过RT-PCR过程,具有快速简便等特点;斑点杂交法检测介体昆虫白背飞虱带毒率的灵敏度较高,单头带毒介体的总RNA稀释1 000倍后依然可以检测到病毒,并且可以大批量处理样品,用于病害流行研究和测报。     

白背飞虱VAMP7和Vti1a蛋白的原核表达、抗体制备及应用

白背飞虱Sogatella furcifera的囊泡相关膜蛋白7(VAMP7)和囊泡转运蛋白(Vti1a)隶属于SNARE(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)家族,该家族蛋白主要参与生物体中关键的膜转运过程。前期研究发现这两种蛋白分别与南方水稻黑条矮缩病毒Southern rice black-streaked dwarf virus(SRBSDV)的主要外层衣壳蛋白P10存在显著互作,推测可能协助病毒粒体在介体白背飞虱内的转运和扩散。为了进一步利用血清学技术研究VAMP7和Vti1a在传毒过程中的功能,本研究克隆了白背飞虱编码这两种蛋白的基因,成功构建了VAMP7和Vti1a基因的原核表达载体,并将载体分别转入大肠杆菌中进行诱导表达,得到了相应的原核表达蛋白。在蛋白纯化后,将纯化蛋白注射于新西兰大白兔体内进行免疫,分别制备得到VAMP7和Vti1a的抗体。两种抗体经Western blot检测发现,均可分别与白背飞虱体内的VAMP7和Vti1a特异性结合。利用制备的抗体对白背飞虱的肠道进行免疫标记,激光共聚焦显微镜观察发现所制备抗体能够在白背飞虱中肠上皮细胞的胞质中特异性标记到VAMP7和Vti1a,表明制备的抗体能够成功用于这两种蛋白的体内外检测,为阐明这两种蛋白参与传播SRBSDV的机制研究奠定了基础。     

检测南方水稻黑条矮缩病毒胶体金免疫试纸条的建立

由白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)传播的南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice blackstreaked dwarf virus,SRBSDV)是目前我国南方水稻上危害最严重的病毒,为开发简便、快速、准确的SRBSDV病毒检测技术和检测试剂,以感染SRBSDV的植物粗提液为免疫原,利用杂交瘤技术制备了2株抗SRBSDV的单抗(14A8和15G6),并利用制备的单抗建立了可快速、特异、灵敏地检测SRBSDV的胶体金免疫试纸条。结果表明,2株制备单抗的抗体类型及亚类均为Ig G1、kappa链,单抗腹水的间接ELISA效价均达到10~(-7);Western blot分析表明,2株单抗均与SRBSDV的外壳蛋白亚基有特异反应,而不与水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)反应。以制备14A8和15G6单抗分别为捕获抗体和胶体金标记抗体,开发成能在5 min内准确、特异地检测水稻植物和白背飞虱传毒介体体内SRBSDV的胶体金免疫试纸条;灵敏度分析表明,该检测试纸条的检测水稻病叶的灵敏度达到1∶6 400倍(g/m L),检测单头携毒白背飞虱的灵敏度达到1∶51 200倍(单头/μL)。田间样品检测结果表明,该试纸条的检测结果与RT-PCR的符合率达到100%。建立的SRBSDV胶体金免疫试纸条可对南方水稻黑条矮缩病毒进行快速、特异、灵敏的诊断和检测。     

南方水稻黑条矮缩病毒在广西兴安的迁入与侵染动态

广西兴安地处白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)迁入廊道要冲, 南方水稻黑条矮缩病毒(southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV)依赖白背飞虱携传。本研究采用探照灯诱集高空白背飞虱, 同时采集田间白背飞虱和稻叶, 采用dot-ELISA法检测白背飞虱及水稻的带毒状况, 以明确SRBSDV的迁入与侵染动态。综合来看, 2021年－2022年间兴安的带毒白背飞虱迁入始期为5月下旬, 迁入白背飞虱的带毒率高峰为6月中下旬;田间白背飞虱7月上旬－7月下旬带毒率较高(10%~15%);水稻7月中旬－8月上旬带毒率较高(10%~14%)。水稻带毒率与田间白背飞虱带毒率之间存在显著相关关系。本文结果有助于桂北和长江中下游地区开展白背飞虱携传SRBSDV的监测预警。     

小麦矮缩病毒外壳蛋白基因的原核表达、抗体制备及应用

 小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus,WDV)引起的小麦矮缩病是近年来我国小麦生产中的一种重要病毒病害,急需研发快速精准的检测技术用于预测预报和病毒-介体相互作用的研究。本研究应用Gateway重组技术构建了外壳蛋白基因(Coat protein, CP)的原核表达载体,将重组表达载体转化大肠杆菌Rosetta,经IPTG诱导获得CP基因原核表达蛋白。以重组蛋白为抗原免疫新西兰大白兔制备得到了相应的抗体,Western blot检测表明制备的抗体能与CP重组蛋白、感病小麦和带毒叶蝉特异性结合,说明获得的抗体特异性高。用获得的抗体进行免疫荧光标记,观察到病毒分布在介体叶蝉的前中肠和中中肠部位,为WDV的预测预报和介体条沙叶蝉传毒机制的研究奠定了基础。     

南方水稻黑条矮缩病毒安徽分离物S7片段的克隆及其S7-1基因编码蛋白的原核表达

为探讨南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)的种群变异并获得S7-1原核表达蛋白,采用RT-PCR技术扩增SRBSDV安徽分离物S7片段,并进行克隆、测序及序列分析,再利用特异性引物扩增该分离物S7-1基因并克隆到原核表达载体p ET-GST上,重组质粒p ET-S7-1转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导及Ni~(2+)-NTA亲和柱纯化融合蛋白,再进行Western blot检测。结果显示,SRBSDV安徽分离物S7片段与其它SRBSDV各个分离物S7片段的序列相似性极高,达99.3%~99.9%,而与斐济病毒属Fijivirus其它种之间的序列相似性较低,为35.5%~73.3%。SRBSDV安徽分离物与其它SRBSDV各个分离物聚成1个单独的分支,彼此间亲缘关系较近。试验获得了分子质量约为68 k D的S7-1融合蛋白,且GST单抗能够与S7-1融合蛋白发生特异性反应,表明本研究得到的融合蛋白确为靶标蛋白。     

南方水稻黑条矮缩病毒和水稻黑条矮缩病毒的单抗制备及其检测应用

 用与牛血清白蛋白偶联的南方水稻黑条矮缩病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV）衣壳蛋白的C端12个氨基酸多肽为抗原免疫BALB/c小鼠,经细胞融合、筛选、克隆,获得2株能稳定传代并分泌抗SRBSDV和水稻黑条矮缩病毒（Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV）单克隆抗体（MAb）的杂交瘤细胞株3F1、5G1。3F1、5G1单克隆抗体腹水间接ELISA效价达10^-6,抗体类型及亚类均为IgG1, kappa链。 Western blot分析表明,2株单克隆抗体均与SRBSDV和RBSDV的外壳蛋白亚基有特异反应。利用单克隆抗体3F1建立的dot-ELISA检测方法能准确、特异、灵敏地检测田间稻飞虱及水稻样品中的SRBSDV和RBSDV。SRBSDV和RBSDV单克隆抗体的制备及检测方法的建立为水稻黑条矮缩病的诊断、预测预报及科学防控提供了技术支撑。     

水稻黑条矮缩病毒在灰飞虱消化系统的侵染和扩散过程

 水稻黑条矮缩病毒 (Rice black streaked dwarf virus, RBSDV) 由介体灰飞虱(Laodelphax striatellus Fallén)以持久增殖型方式传播, 其编码的P9 1蛋白是形成病毒复制和子代病毒粒体装配的场所—病毒原质(viroplasm)的组分之一。为了明确RBSDV在介体昆虫体内的侵染循回过程, 本研究通过原核表达的P9 1蛋白免疫注射兔子制备P9 1抗体, 应用免疫荧光标记技术研究P9 1在饲毒后不同时期的介体灰飞虱体内的定位。共聚焦显微镜观察到饲毒后3 d, P9 1出现在介体中肠的少数上皮细胞内;饲毒后6 d, 在中肠外表的肌肉细胞分布有P9 1;饲毒后10 d, P9 1分布于中肠和后肠表面的肌肉, 同时在唾液腺也能观察到P9 1的存在。结果表明RBSDV在介体灰飞虱体内首先侵染中肠上皮细胞并复制, 随后扩散到中肠表面的肌肉细胞, 并通过环肌和纵肌扩散到中肠和后肠, 最后扩散到唾液腺。本研究首次直观地阐述了RBSDV在灰飞虱消化系统的侵染和扩散过程, 为有效阻断灰飞虱携带并传播病毒奠定基础。     

南方水稻黑条矮缩病毒dot-ELISA检测试剂盒的应用性能验证

以制备的抗南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)单抗2C2为核心,建立了检测水稻叶片和白背飞虱虫中SRBSDV的dot-ELISA试剂盒。试剂盒的灵敏度分析表明,当SRBSDV感染病叶稀释到1∶10 240倍(w/v,g/m L)、单头携毒白背飞虱稀释到1∶51 200倍(头/μL)时仍能检测到SRBSDV。建立的试剂盒检测感染SRBSDV的水稻和携毒白背飞虱呈阳性反应,而检测感染水稻黑条矮缩病毒、水稻矮缩病毒、水稻条纹病毒、水稻瘤矮病毒、水稻条纹花叶病毒、水稻锯齿矮缩病毒的病叶和健康水稻及非携毒白背飞虱呈阴性反应。试剂盒的田间样品检测结果与RT-PCR方法的检测结果的符合率达到100%,核酸测序和序列比对结果发现RT-PCR检测阳性的样品确实感染SRBSDV。试验结果表明,建立的检测试剂盒能准确、有效地检测田间白背飞虱及水稻样品中的SRBSDV,可为我国南方水稻黑条矮缩病的检测和诊断、预测预警及科学防控提供技术服务。     

水稻齿叶矮缩病毒非结构蛋白Pns7在水稻原生质体内的表达动态

水稻齿叶矮缩病毒(Rice ragged stunt virus,RRSV)属于呼肠孤病毒科(Reoviridae)水稻病毒属(Oryzavirus)。该病毒编码的非结构蛋白Pns7在昆虫细胞中可形成伸出细胞膜的纤维丝状结构。本研究利用水稻原生质体培养体系,对Pns7蛋白在水稻原生质体内的复制与表达情况进行了分析。本研究首先构建了Pns7蛋白的原核表达载体,通过IPTG诱导获得大量Pns7蛋白,免疫兔子获得抗血清。Western blot证明抗血清具有特异性,间接ELISA测得其效价为1∶2 500。利用实时荧光定量PCR技术,对病毒侵染水稻原生质体后的Pns7 RNA含量进行检测,结果表明:Pns7 RNA在8 h时开始积累,24h左右达到最大值,32 h后表达量维持在一个平台期;同时,以制备的抗血清为探针,通过Western blot检测到Pns7蛋白在病毒侵染原生质体后16 h开始表达,32 h左右达到最大值,60 h后开始下降,但仍保持在较高水平。     

云南低热河谷地区冬季稻飞虱传播的水稻病毒病调查及防治建议

于2012年2月对云南低热河谷地区施甸县、元江县玉米、水稻、黑麦草和稻飞虱调查及样本检测,结果显示,白背飞虱携带南方水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV),褐飞虱携带水稻齿叶矮缩病毒(RRSV),再生稻感染SRBSDV、水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)和RRSV,水稻秧苗感染SRBSDV.玉米SRBSDV发病面积占种植面积的36.81％.云南低热河谷地区越冬稻飞虱是早春水稻、玉米病毒病传播的重要介体,再生稻、秧苗、玉米是病毒冬季存续循环的重要寄主和初始毒源.改秋冬种玉米为蔬菜,或推迟玉米播期,晚稻收割后及时翻耕,晚稻收割后至玉米播种期间有1个月以上的空田期,物理阻隔育秧或异地育秧,是切断病毒冬季循环的重要措施.     

A systematic review of southern rice black-streaked dwarf virus in the age of omics

Southern rice black-streaked dwarf virus (SRBSDV) is one of the most damaging rice viruses. The virus decreases rice quality and yield, and poses a serious threat to food security. From this perspective, this review performed a survey of published studies in recent years to understand the current status of SRBSDV and white-backed planthopper (WBPH, Sogatella furcifera) transmission processes in rice. Recent studies have shown that the interactions between viral virulence proteins and rice susceptibility factors shape the transmission of SRBSDV. Moreover, the transmission of SRBSDV is influenced by the interactions between viral virulence proteins and S. furcifera susceptibility factors. This review focused on the molecular mechanisms of key genes or proteins associated with SRBSDV infection in rice via the S. furcifera vector, and the host defense response mechanisms against viral infection. A sustainable control strategy using RNAi was summarized to address this pest. Finally, we also present a model for screening anti-SRBSDV inhibitors using viral proteins as targets. © 2023 Society of Chemical Industry.     

南方水稻黑条矮缩病防控药剂的创制与应用

南方水稻黑条矮缩病是我国及越南等东南亚国家稻区水稻的重要病毒病。该病害潜隐性强、危害重、防控难度大,对水稻生成构成极大威胁。本文综述了南方水稻黑条矮缩病毒的基因组结构及功能、分子进化、病毒与植物寄主或媒介昆虫间的互作、测报技术、药剂创制和田间综合防控的研究进展,并对未来工作进行了展望与讨论。     

水稻矮缩病的研究——Ⅱ.病害感染、发生和防治

水稻矮缩病的潜育期因气温、水稻生育期、介体黑尾叶蝉(Nephotettix cincticeps)的虫龄、性别等不同而异,一般为10～15天。水稻在分蘖初期到盛期最易感病,这些病株均不能抽穗结实;分蘖末期感染者,产量损失达80%以上。病毒在虫体内越冬,越冬代带毒成虫传毒给早稻,第2、3代带毒虫传毒给晚稻。第1、4代经卵带毒虫,还能分别引起早、晚稻再次侵染。以早栽双季晚稻和杂交晚稻发病最重,其主要感染期是在本田初期。以农业防治为基础,治虫防病抓适期的综合防治措施,能有效地控制病害流行。病区在连片种植的基础上,对早栽双季晚稻本田初期喷药治虫1～3次,能收到显著的防病效果。     

南方水稻黑条矮缩病毒检测方法的比较

为明确南方水稻黑条矮缩病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus, SRBSDV）检测方法的最佳适用范围,对其现有检测方法Real time RT-PCR、RT-LAMP、RT-PCR的灵敏性及特异性进行了比较,并分析了依据SRBSDV单克隆抗体3F1建立的斑点免疫结合印迹（dot immunobinding assay, DIBA）方法对检测植物寄主和白背飞虱Sogatella furcifera Horvth的特异性。结果表明,灵敏性以Real time RT-PCR方法最高,其次为RT-LAMP方法,而普通RT-PCR方法相对较低。这3种方法均可特异性检测SRBSDV植物寄主和白背飞虱;DIBA方法可以满足SRBSDV和水稻黑条矮缩病毒（Rice black-streaked dwarf virus, RBSDV）植物寄主和白背飞虱大量样品的检测,但不能区分SRBSDV和RBSDV。Real time RT-PCR方法实现了短时间内对SRBSDV RNA拷贝数的相对定量;RT-LAMP方法全程恒温反应,无需热循环仪。     

南方水稻黑条矮缩病毒一步双重RT-PCR 检测技术及其应用

 An one-step dual RT-PCR method was developed for Southern rice black-streaked dwarf virus (SRBSDV) detection from host plants and insect vector white-backed planthopper (Sogatella furcifera Horvath,Hemiptera: Delphacidae), from which two cDNA fragments of the viral genome S5 and S10 were amplified
simultaneously. Two primer pairs, S5-F1 / S5-R2 (5′-ttacaactggagaagcattaacacg-3′ / 5′-atgaggtattgcgtaactgagcc -3′) and S10-oF / S10-oR(5cgcgtcatctcaaactacag -3′ / 5′-tttgtcagcatctaaagcgc -3′), were selectedfrom 40 primer pairs based on SRBSDV genome sequences, and amplified viral S5 ORF1 fragment (819 bp) and cp gene fragment ( 682 bp), respectively. Using total RNA extracts from infected plant leaf tissue or individual planthopper adult as templates, one step RT-PCR reaction in the conditions of annealing temperature of 53℃ with the final concentrations of 240 nmol / L S5-F1 / S5-R2 and 120 nmol / L S10-oF / S10-oR generated a similar yield of two amplicons in argrose electrophoresis analysis. Sequence analysis confirmed the correct
result of the amplification. Additionally, several commercal RNA extraction kits was proven to be fit for the template preparation, and the protocol for total RNA extraction from plant leaf tissue and individual planthopper was simplified by sample grinding direct in eppendorf tube. This method can be used for SRBSDV detection of dried or 70% alcochol soaked planthopper samples stored over one month in room temprature. Key words: Southern rice black-streaked dwarf virus; Sogatella furcifera Horvath     

云南东部稻区白背飞虱种群增殖影响因子分析

为探讨云南省东部稻区白背飞虱种群增殖的主要影响因子,采用正交试验分析了盆栽笼罩条件下白背飞虱种群在虫口密度、接虫时期和水稻品种不同组合条件下增殖倍数。结果表明:(1)接虫时期、接虫密度、品种对白背飞虱种群增殖倍数有极显著的影响,影响作用大小为:接虫时期(F=23.1,P0.001)接虫密度(F=12.8,P0.001)品种(F=5.6,P=0.003);移栽期、拔节期、孕穗期和抽穗期接虫的种群增殖倍数分别为30.1、16.4、8.1和1.3倍,移栽期接虫的种群增殖倍数最高,与拔节期、抽穗期、孕穗期接虫差异极显著(P0.01);5、10、20和40对/丛等4个接虫密度的种群增殖倍数分别为22.1、21.7、7.2、4.9倍,以5对/丛接虫密度的种群增殖倍数最高,与10对/丛处理间差异不显著(P0.05),与20、40对/丛处理间差异极显著(P0.01);品种‘丰优香占’、‘红优7号’、‘云恢290’和‘明两优527’上的种群增殖倍数分别为21.6、15.9、10.8和7.7倍,以‘丰优香占’的种群密度最高,与‘红优7号’间差异不显著(P0.05),与‘云恢290’、‘明两优527’处理间差异极显著(P0.01)。(2)对接虫量、苗龄、田间均温和田间均湿等因素进行多元回归分析,在品种‘红优7号’上,种群增殖模型回归方程为Y=-67.05+1.76 X_1-1.36 X_2+3.70 X_3+0.03 X_4(Y为增殖倍数、X_1为接虫量、X_2为苗龄、X_3为平均气温、X_4为平均湿度,下同)。‘丰优香占’品种的回归方程为Y=-91.65-0.16 X_1-0.38 X_2+3.39 X_3+0.41 X_4。‘云恢290’品种的回归方程为Y=-59.79+0.23 X_1-0.12 X_2+2.28 X_3+0.10 X_4。‘明两优527’品种的回归方程为Y=-8.81+0.27 X_1-0.15 X_2+0.92 X_3+0.01 X_4。在水稻移栽期接虫,接虫密度为5对/丛,品种为‘红优7号’时,白背飞虱的种群增殖倍数为43.3。本研究表明在移栽期至拔节期,较低的成虫密度往往能导致较大的种群增殖。     

Biology of Southern rice black‐streaked dwarf virus: a novel fijivirus emerging in East Asia

Southern rice black‐streaked dwarf virus (SRBSDV) was first reported in southern China in 2001 and causes a striking disease on rice and maize that leads to serious yield losses in several East Asian countries, such as China, Vietnam and Japan. A large research effort has been directed to understanding the virus and controlling the disease. Its geographic distribution, disease cycle via its insect vector, genome organization, relationship with host plants, and epidemiology are summarized in this review and the important role played by the vector, the white‐backed planthopper (Sogatella furcifera), is emphasized. Countermeasures to control the disease that have been developed and applied include molecular detection for precise forecasting, chemical, physical, and ecological pest management. There is widespread insecticide resistance in the vector population but it is hoped that current efforts to develop rice cultivars resistant to the virus will eventually provide effective and cost‐effective control.