论文部分内容阅读
番茄是一种在我国大面积种植的蔬菜作物，其产量和品质常常受到多种病虫害的影响。其中，番茄病毒病的种类和数量不断增加，病毒病的爆发流行会导致番茄减产，影响农民收益，是我国番茄产业发展面临的一个巨大挑战。
为了进一步明确侵染番茄的病毒种类以及病毒的发生分布情况，本研究利用小RNA深度测序技术和PCR技术，以山东产区为主，对采自山东省及周边地区的487份番茄样品进行了病毒的检测与鉴定，并对检出率最高的番茄花叶病毒（Tomato mosaic virus,ToMV）的3个分离物的全基因组序列进行克隆测序及分析。将ToMV病毒的全基因组序列与GenBank中该病毒有代表性的不同分离物基因组序列进行比对，并分别对其全基因组核苷酸序列进行了相似性、系统进化和重组分析。对首次发现的侵染番茄的甜菜西方黄化病毒（Beet western yellows virus,BWYV）进行了鉴定。
主要研究结果如下：
1.利用小RNA深度测序技术对山东省番茄主产区番茄样品进行深度测序，通过将样品中小RNA序列分别与核酸序列数据库（Nucleotide Sequence Database,NT）中的序列进行对比，发现小RNA序列与40种病毒核苷酸序列相似性大于80%。这40种病毒分别属于8个科的8个属，分别为双生病毒科（Geminiviridae）的菜豆金色花叶病毒属（Begomovirus）、花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae）的木薯脉花叶病毒属（Cavemovirus）、马铃薯Y病毒科（Potyviridae）的马铃薯Y病毒属（Potyvirus）、雀麦花叶病毒科（Bromoviridae）的黄瓜花叶病毒属（Cucumovirus）、黄症病毒科（Luteoviridae）的马铃薯卷叶病毒属（Polerovirus）、Amalgaviridae科的Amalgavirirus属、长线形病毒科（Closteroviridae）的毛形病毒属（Crinivirus）、帚状病毒科（Virgaviridae）的烟草花叶病毒属（Tobamovirus）。
2.对采集到的487份番茄样品进行40种病毒检测，共检测出8种病毒，分别是ToMV、番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）、辣椒脉黄化病毒（Pepper vein yellows virus,PeVYV)、BWYV、番茄褪绿病毒（Tomato chlorosis virus,ToCV）、南方番茄病毒（Southern tomato virus,STV）、马铃薯Y病毒（Potato virus Y,PVY）、黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus,CMV），其中BWYV侵染番茄为国际上首次报道。胜红蓟黄脉病毒（Ageratum yellow vein virus,AYVV）、红辣椒曲叶病毒（Chillileaf curl virus,ChiLCuV）、野茼蒿黄脉病毒（Crassocephalum yellow vein virus,CYVV）等32种病毒未检测到。所采全部样品中，病毒的检出率为83.16%。病毒的检出率由高到低依次为：ToMV(49.69%)＞TYLCV(49.08%)＞ToCV(29.98%)＞CMV(24.02%)＞PeVYV(18.89%)＞STV(7.60%)＞PVY(6.57%)＞BWYV(0.82%)。
3.在检测的487份样品中，405份为阳性样品。此中，83份样品为单一病毒的侵染，其余样品为2种及以上病毒的复合侵染。病毒的复合侵染类型共有12种。病毒的复合侵染率为79.51%。此中以2种病毒的复合侵染率最高，为46.67%，3种病毒复合侵染率为22.47%，4种病毒复合侵染率为8.64%，5种病毒复合侵染率为1.73%。
4.对检出率最高的病毒ToMV进行全基因组序列扩增，分别从江苏省连云港市赣榆县和上海浦东新区，河北省沧州市青县中采集的感染ToMV的番茄样品中各选取一个进行ToMV全基因组序列扩增，得到3条ToMV的全基因组序列，序列长均为6383bp。
5.对ToMV的全基因核苷酸序列进行相似性分析和系统进化树分析，结果表明：3个ToMV分离物中ToMV-HBQX与日本烟草分离物（AB355139）聚类在一个分支上，亲缘关系最近。ToMV-SHPD和ToMV-JSGY都与中国番茄分离物（MF002491）聚类在一个分支上，亲缘关系最近。整体上这三个分离物与亚洲亚组聚类在一个大的分支上。利用RDP4软件的7个程序包对ToMV进行重组分析，结果表明：ToMV-SHPD、ToMV-JSGY和ToMV-HBQX与其他所选分离物之间没有发生基因重组。
为了进一步明确侵染番茄的病毒种类以及病毒的发生分布情况，本研究利用小RNA深度测序技术和PCR技术，以山东产区为主，对采自山东省及周边地区的487份番茄样品进行了病毒的检测与鉴定，并对检出率最高的番茄花叶病毒（Tomato mosaic virus,ToMV）的3个分离物的全基因组序列进行克隆测序及分析。将ToMV病毒的全基因组序列与GenBank中该病毒有代表性的不同分离物基因组序列进行比对，并分别对其全基因组核苷酸序列进行了相似性、系统进化和重组分析。对首次发现的侵染番茄的甜菜西方黄化病毒（Beet western yellows virus,BWYV）进行了鉴定。
主要研究结果如下：
1.利用小RNA深度测序技术对山东省番茄主产区番茄样品进行深度测序，通过将样品中小RNA序列分别与核酸序列数据库（Nucleotide Sequence Database,NT）中的序列进行对比，发现小RNA序列与40种病毒核苷酸序列相似性大于80%。这40种病毒分别属于8个科的8个属，分别为双生病毒科（Geminiviridae）的菜豆金色花叶病毒属（Begomovirus）、花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae）的木薯脉花叶病毒属（Cavemovirus）、马铃薯Y病毒科（Potyviridae）的马铃薯Y病毒属（Potyvirus）、雀麦花叶病毒科（Bromoviridae）的黄瓜花叶病毒属（Cucumovirus）、黄症病毒科（Luteoviridae）的马铃薯卷叶病毒属（Polerovirus）、Amalgaviridae科的Amalgavirirus属、长线形病毒科（Closteroviridae）的毛形病毒属（Crinivirus）、帚状病毒科（Virgaviridae）的烟草花叶病毒属（Tobamovirus）。
2.对采集到的487份番茄样品进行40种病毒检测，共检测出8种病毒，分别是ToMV、番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）、辣椒脉黄化病毒（Pepper vein yellows virus,PeVYV)、BWYV、番茄褪绿病毒（Tomato chlorosis virus,ToCV）、南方番茄病毒（Southern tomato virus,STV）、马铃薯Y病毒（Potato virus Y,PVY）、黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus,CMV），其中BWYV侵染番茄为国际上首次报道。胜红蓟黄脉病毒（Ageratum yellow vein virus,AYVV）、红辣椒曲叶病毒（Chillileaf curl virus,ChiLCuV）、野茼蒿黄脉病毒（Crassocephalum yellow vein virus,CYVV）等32种病毒未检测到。所采全部样品中，病毒的检出率为83.16%。病毒的检出率由高到低依次为：ToMV(49.69%)＞TYLCV(49.08%)＞ToCV(29.98%)＞CMV(24.02%)＞PeVYV(18.89%)＞STV(7.60%)＞PVY(6.57%)＞BWYV(0.82%)。
3.在检测的487份样品中，405份为阳性样品。此中，83份样品为单一病毒的侵染，其余样品为2种及以上病毒的复合侵染。病毒的复合侵染类型共有12种。病毒的复合侵染率为79.51%。此中以2种病毒的复合侵染率最高，为46.67%，3种病毒复合侵染率为22.47%，4种病毒复合侵染率为8.64%，5种病毒复合侵染率为1.73%。
4.对检出率最高的病毒ToMV进行全基因组序列扩增，分别从江苏省连云港市赣榆县和上海浦东新区，河北省沧州市青县中采集的感染ToMV的番茄样品中各选取一个进行ToMV全基因组序列扩增，得到3条ToMV的全基因组序列，序列长均为6383bp。
5.对ToMV的全基因核苷酸序列进行相似性分析和系统进化树分析，结果表明：3个ToMV分离物中ToMV-HBQX与日本烟草分离物（AB355139）聚类在一个分支上，亲缘关系最近。ToMV-SHPD和ToMV-JSGY都与中国番茄分离物（MF002491）聚类在一个分支上，亲缘关系最近。整体上这三个分离物与亚洲亚组聚类在一个大的分支上。利用RDP4软件的7个程序包对ToMV进行重组分析，结果表明：ToMV-SHPD、ToMV-JSGY和ToMV-HBQX与其他所选分离物之间没有发生基因重组。