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中国是世界最大的马铃薯生产国,1980至2012年间,马铃薯已经成为中国第四大粮食作物,产量增加显著,每公顷从9.7增加到15.2t。而美国、德国和埃及的平均单产分别为34,31和21t/ha,与他们相比相比,我国马铃薯单产还是比较低。马铃薯病害被认为是限制我国马铃薯产量的一个主要因素,由马铃薯病毒病引起马铃薯退化,造成损失可达15%至90%。其中,侵染马铃薯的香石竹潜隐病毒属病毒(carlaviruses)中PVS和新发现的马铃薯H病毒(Potato virus H, PVH)发生频率很高,已知PVS与其他病毒复合侵染能导致更严重的症状和产量损失。多数研究人员主要关注于实用检测方法和防控技术的研究,而有关PVS不同株系致病性,PVH的寄主范围和全长侵染性cDNA克隆构建等研究工作尚未见报道。因此,本论文开展并取得了以下四方面的研究结果。本论文检测并统计了2010-2014年间马铃薯病毒病在中国部分省份的发生和分布情况。从不同省份的马铃薯田块采集了具有病毒病症状的马铃薯植株,通过RT-PCR和Western杂交方法对这些样品中可能含有的7种病毒进行检测。检测结果表明这些马铃薯样品的带毒率为51.7%。检出率最高的三种病毒为：马铃薯X病毒,马铃薯S病毒和马铃薯H病毒,分别是32.7,36.6和12.1%。马铃薯Y病毒,马铃薯卷叶病毒,马铃薯A病毒和马铃薯M病毒检出率分别为7.9,6.8,3.0和1.8%。此外,还发现PVS发生分布广泛,其在单独侵染,双侵染和复合侵染的马铃薯样品中检出率分别为7.5,20.4和7.2%。根据PVS在藜科植物(Chenopodium spp.)上的症状反应,PVS被分为两个株系：不能系统侵染藜的株系(Ordinary:PVSO)和能系统侵染藜的株系(Andean:PVSA或PVSCS)本论文的研究中,通过鉴别寄主反应,RT-PCR以及Western blotting检测,从采集到的马铃薯样品中发现三个PVS分离物：PVSo云南分离物(PVSO-YN), PVSCS山东分离物(PVSCS-SD)和PVSA黑龙江分离物(PVSCS-HL). PVSCS-HL与PvSCS-SD能够局部和系统侵染藜,而PVSO-YN只能局部侵染藜。这些分离物中只有PVSCS-SD能系统侵染番茄。随后,分别获得了PVSO-YN分离物的基因组全长序列和PVSCS-HL分离物从TGB1(ORF3)至3’poly A末端的序列(共2573nts)。除去3’poly (A)尾巴,PVSO-YN基因组全长为8488nt,含有6个重叠的开放阅读框(ORF)。PVSO-YN与3个PVSI株系分离物在所有的ORFs中核苷酸水平的同源性为93-97%；而和另外两个pygCS株系分离物相比,除ORF2以外(95-97%)一致性均较低(77-90%)。此外,PVSCS-HL的部分序列与PVSO-YN分离物在核苷酸和氨基酸水平的同源性为83-97%和88-97%。基于核苷酸和氨基酸序列的进化树分析显示了类似的结果,PVSO-YN与3个Ordinary株系分离物聚为一支(亲缘关系较近),而PVSCCS-HL分离物归属于Andean分离物,但形成单独的一支。马铃薯H病毒(Potato virus H, PVH)是Betaflexiviridae科Carlavirus属的新成员,在马铃薯上被首次检测到,其广泛分布于云南,广西,河北,辽宁,黑龙江,新疆省和内蒙古自治区。本论文中,通过2条或者3条对应于基因组的cDNA片段亚克隆和拼接的方法成功构建了基于pCass-4Rz载体由35S启动子驱动的PVH的全长侵染性cDNA克隆(pCa-PVH-3和pCa-PVH-2)a农杆菌浸润接种后,侵染性克隆在本生烟和马铃薯植株上的侵染性通过RT-PCR检测得到验证。PVH的侵染性cDNA克隆的构建,为今后利用反向遗传学手段研究病毒基因的表达和功能、病毒复制和病毒-寄主-介体互作等提供了强有力的工具。此外,本论文在中国首次报道了马铃薯H病毒能侵染人参果(Solanum muricatum)。在一次关于PVH和PVM的血清学实验中,偶然从来自北京无症的组培人参果苗中检测到了PVH。为确认该结果,于2012-2013年间,在甘肃、云南和广西省进行了采样调查。随机采集无明显症状的人参果果实和叶片,通过RT-PCR结合测序和血清学的方法进行检测。从果实和叶片中提取RNA,并利用引物对PVHCPF/PVHCPR进行RT-PCR检测,同时利用PVH CP的特异性抗体对样品进行Western blotting检测。在50棵随机取样的样品中,有9棵的果实和叶片为PVH阳性。随后,利用特异引物扩增得到相应的RT-PCR产物(2.6kb,包含编码三联基因区、外壳蛋白和富半胱氨酸蛋白的基因序列),克隆到pMD19-T载体上并进行序列测定(即PVH-Pepino, GenBank登录号KF546312)。序列比对表明PVH-Pepino与已报道的马铃薯分离物PVH-Ho和PVH-YN的核苷酸同源性为91-98%。PVH-Pepino与PVH-Ho和PVH-YN的CP同源性分别为98%和99%,但与其它已报道的carlaviruses的CP同源性只有57-67%。因此,本论文首次发现PVH能无症地侵染人参果。就目前所知,这是S. muricatum作为PVH自然寄主的首次报道。我们的结果表明,Carlavirus属的新种PVH可能拥有比最初预想还要广的寄主谱。马铃薯和人参果都是在中国广泛种植的作物,但PVH在人参果上表现为无症(无症携带),在马铃薯病株上仅有弱症状的特性使得PVH的检测和防控变得更加困难。