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西瓜花叶病毒(Watermelon mosaic virus,WMV)属于马铃薯Y病毒科(Potyviridae)马铃薯Y病毒属(Potyvirus),主要通过蚜虫以非持久性方式传播。WMV寄主范围广泛,是危害葫芦科、藜科、豆科等多种作物的重要病毒。受WMV危害后,作物的产量和品质严重下降。本研究制备了WMV CP特异性抗血清,明确了WMV臭椿分离物CN:AIL-TA:17和西葫芦分离物CN:ZUC-JN:17在生物学和血清学上的差异,分析了2个WMV分离物遗传进化关系,构建了CN:ZUC-JN:17全长侵染性cDNA克隆,鉴定了81种葫芦科作物品种对WMV的抗性,验证了WMV P1基因在决定寄主范围中的作用。具体结果如下:(1)制备了效价高、特异性强的WMV CP抗血清。利用原核表达的WMV CP免疫新西兰大白兔获得WMV CP抗血清。该抗血清能特异性识别WMV CP,与同属的番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)、马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)、小西葫芦黄花叶病毒(Zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)和烟草花叶病毒属的黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)均无反应。ELISA检测表明制备的WMV CP抗血清效价为1:8192。(2)分析了WMV西葫芦分离物CN:ZUC-JN:17和臭椿分离物CN:AIL-TA:17生物学特性。利用Western blotting分析发现西葫芦分离物CN:ZUC-JN:17和臭椿分离物CN:AIL-TA:17存在血清学上相关性。通过机械摩擦接种方法将CN:ZUC-JN:17和CN:AIL-TA:17分离物分别接种到本氏烟和西葫芦,结果发现,CN:AIL-TA:17能系统侵染本氏烟,但不侵染西葫芦;CN:ZUC-JN:17能够系统侵染西葫芦,但仅能侵染本氏烟的接种叶片,不能进行系统侵染。(3)分析2个WMV分离物在全基因组水平上的遗传多样性。通过RT-PCR和5’RACE技术获得西葫芦分离物CN:ZUC-JN:17和臭椿分离物CN:AIL-TA:17全基因组序列。序列分析发现CN:ZUC-JN:17和CN:AIL-TA:17基因组全长分别为10028和10045个核苷酸(Nucleotide,nt),其中CN:ZUC-JN:17的开放阅读框为9645 nt,编码一个含3215氨基酸的多聚蛋白;CN:AIL-TA:17的开放阅读框为9657 nt,编码一个含3219氨基酸的多聚蛋白。与NCBI数据库中的其他WMV分离物比较发现,CN:ZUC-JN:17和CN:AIL-TA:17的全基因组序列分别与分离物CN:SQU-TA:16和CN:AIL-BJ核苷酸一致率最高,为93.9%和89.7%。系统进化分析发现本研究获得的CN:ZUC-JN:17分离物属于III组;CN:AIL-TA:17分离物与北京的臭椿分离物同属于VI组。基于全基因组序列的重组分析表明CN:ZUC-JN:17分离物中存在多个重组事件,是CN:WMV-WS:16、CN:WMV-CHN:05、FR:FBR04-37:04分离物的重组体;但未在CN:AIL-TA:17分离物中发现重组事件。同源性分析结果表明,分离物CN:AILTA:17与CN:ZUC-JN:17分离物在P1基因的同源性最低。(4)获得WMV侵染性克隆pCamWMV和含有GFP的pCamWMV-GFP。基于WMV西葫芦分离物成功构建了WMV侵染性cDNA克隆pCamWMV,将其通过农杆菌浸润方法接种西葫芦、甜瓜和西瓜等葫芦科植物,发病率均为100%。将GFP插入WMV NIb和CP蛋白酶识别位点之间,获得了能在紫外灯下观察病毒积累和分布的pCamWMV-GFP表达载体。(5)鉴定了81个山东省主要葫芦科品种对WMV的抗性。利用制备的WMV侵染性克隆pCamWMV-GFP,通过室内农杆菌浸润接种方法试验鉴定了81个山东省主要葫芦科品种对WMV的抗性。结果发现,在鉴定的14个西葫芦品种中,筛选到万盛丰宝和盛丰金珠2个中抗品种,其余品种为感病或高感品种;13个西瓜品种中,绿宝新秀和浪潮一号2个品种为中抗品种,其余品种为感病或高感品种;24个甜瓜品种中,只筛选到面皮黄瓜1个品种为抗病,其余品种为感病或高感品种;16个黄瓜品种中,星君贝贝为中抗品种,其余品种均为高抗;9个南瓜品种中,爱维80南瓜属于高抗,其余属于抗病或中抗;5个瓠瓜品种中,浙浦6号和瓠子瓜2个品种属于感病,其余3个品种均为高感。(6)分析了WMV P1在本氏烟中决定长距离移动。将侵染性克隆pCamWMVGFP在本氏烟中进行继代接种,在继代二次的本氏烟中获得了能够系统侵染本氏烟的自然突变体,与野生型侵染性克隆相比,其P1基因发生了变异。利用同源重组方法将CN:AIL-TA:17的P1基因替换到侵染性克隆pCamWMV-GFP中,获得异源P1的WMV嵌合突变体pCaZUC-JN-AIL-TA-P1。将WMV嵌合突变体通过农杆菌浸润方法接种本氏烟,8天后本氏烟系统叶片出现绿色荧光点,表明WMV嵌合突变体具有系统侵染本氏烟的能力,证明了WMV P1基因在决定长距离移动过程中具有重要作用。