侵染广东黄秋葵的双生病毒分子特征及其侵染性克隆构建

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黄秋葵黄脉曲叶病是我国新发生的一种由烟粉虱传播的病害,田间病株典型症状表现为植株矮化,叶片向下或向上卷曲,叶质脆硬,叶脉黄化,在叶片正面形成网络状,在叶背面叶脉肿大突起明显,病株幼叶小且向下卷曲,甚至整片幼叶黄化。田间病株率高达60%以上。   本研究对分离自黄秋葵黄脉曲叶病株的病毒分离物分子特征进行了研究,并构建了该病毒及其卫星分子的侵染性克隆,取得了如下进展:   应用双生病毒科菜豆金色花叶病毒属病毒特异简并引物AV494和C0PR,对来自广东的黄秋葵黄脉曲叶病样进行PCR检测,结果显示,从这些病样中均能扩增到预期大小为570bp的特异片段,说明广东黄秋葵黄脉曲叶病中存在菜豆金色花叶病毒属病毒。   对分离自广东黄秋葵黄脉曲叶病株的病毒分离物Okra06基因组进行了克隆及序列分析,结果表明,该病毒基因组仅含有A组分(DNA-A),不含B组分(DNA-B);其DNA-A为单链环状,全长为2737 nt,推导编码6个ORF,分别是位于病毒链上的AVl、AV2及位于互补链上的AC1、4C2、AC3和AC4,在AV2与AC1之间的非编码区(IR)中含有一个11nt茎和11nt环的茎环结构及保守序列TAATATTAC。该组分与木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMV)分离物G6的同源率最高,为99%;6个ORF与CLCuMV分离物G6的同源率分别为100%、100%、99.6%、99.8%、100%和99.7%。系统进化关系分析显示,Okra06与CLCuMV各分离物的亲缘关系最近,聚类在一起形成一个分支,而与其它双生病毒的亲缘关系相对较远。这些结果证明,侵染广东黄秋葵的病毒分离物Okra06是CLCuMV一个分离物,且该分离物与引起广东朱槿曲叶病的CLCuMV是同一个株系。   利用菜豆金色花叶病毒属卫星DNA分子(DNAβ)特异引物β01和β02,从分离物Okra06中扩增到1个DNAβ分子。基因克隆与序列分析显示,该DNAβ全长为1346nt,推导其互补链上编码一个ORF(C1),该序列与CI,CuMV分离物G6 DNAβ的同源率也最高(99%)。系统进化关系分析结果表明,Okra06与CLCuMV分离物G6和GX08的DNAβ亲缘关系最近,三者形成一个独立分支:进一步与CLCuMV、CLCuV的DNAβ聚类成一个较大分支,而与伴随菜豆金色花叶病毒属的其它DNAβ亲缘关系相对较远。   通过基因克隆技术,成功构建了CLCuMV-[Okra06]DNA-A侵染性克隆рBinPLUS-1.85A和CLCuMV-[Okra06]DNAβ侵染性克隆рBinPLUS-2β。农杆菌注射接种本生烟的结果显示,рBinPLUS-1.85A单独接种的植株不表现明显症状,但PCR可检测到CLCuMV-[Okra06]的存在,说明该病毒可以系统侵染本生烟但症状不明显;рBinPLUS-2β单独接种植株表现轻微的曲叶症状,但在接种植株中PCR未检测DNAβ分子的存在,说明DNAβ依赖病毒DNA-A才能复制;而两者共同接种的本生烟植株表现严重的叶片卷曲和皱缩症状,且在这些显症植株中均可检测到该病毒DNA-A和DNAβ。这些结果说明:所构建的CLCuMV-[Okra06]DNA-A及其卫星β分子的侵染性克隆рBinPLUS-1.85A和рBinPLUS-2β均具有侵染性,同时证明了卫星分子DNAβ是Okra06 A组分诱导寄主植物产生典型曲叶症状所必需的。因此,本研究为进一步开展该病毒致病性、病毒基因功能,病害侵染循环及病害控制技术等研究奠定了基础。
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