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苹果斑点落叶病是由链格孢(Alternaria)病菌侵染引起的一种世界性气传病害。病害发生时,可造成果树大量落叶,发病后期可侵染果实,影响果树树势、果实品质及翌年产量。目前生产上主要通过化学防治来控制病情,但随着人们生活质量的提高,生物防治日益受到人们的关注。真菌病毒对真菌病害防治有广泛的应用前景,为生物防治提供了新思路和新方法。
本研究从中国不同苹果产区采集斑点落叶病样本,进行病原菌的分离和纯化,提取各菌株病毒dsRNA,明确了中国苹果斑点落叶病菌dsRNA的多样性;测定了带毒菌株的生物学特性,选择弱致病力菌株QY-2进行了形态学和分子生物学鉴定;通过分子克隆技术、高通量测序技术对QY-2菌株携带的真菌病毒进行了全基因组序列、基因组结构和系统进化分析,将QY2携带的真菌病毒暂定命名为Alternaria alternatachrysovirus2(AaCV2),揭示了该病毒的水平传播特性和垂直传播特性。主要研究结果如下:
1、中国苹果斑点落叶病菌的dsRNA多样性分析:从中国不同的苹果主产区采集苹果斑点落叶病样本,通过组织分离得到102个链格孢菌株。对102个菌株进行dsRNA提取,通过琼脂糖凝胶电泳检测,共得到5个菌株带有明显的dsRNA条带,dsRNA分为4种类型:菌株YT-3-7携带的dsRNA在8kb、2.5kb和1.5kb左右;菌株SJZ-4携带的dsRNA在8kb左右;菌株QY-2携带的dsRNA在3kb和0.8kb左右;菌株CL-2-6和SQ-1-1携带的dsRNA在2.5kb和1.5kb左右。
2、苹果斑点落叶病菌弱致病力带毒菌株的选择及其鉴定:从菌株的培养性状、菌丝生长速率及致病力3个方面对带毒菌株的生物学特性进行分析,发现带毒菌株QY-2的为弱致病力菌株。因此,选择QY-2菌株作为进一步研究的对象。从形态学和分子生物学两个方面对菌株QY-2进行鉴定,菌株QY-2菌落初期无色,后期正面灰绿色,背面暗青褐色;分生孢子卵形或倒棍棒形,淡褐色,1-4个横膈膜,多数无纵、斜隔膜,分隔处隘缩且颜色加深,孢身15.6~36.8×6.5~12.5μm,具短喙;分生孢子短链成合轴状分枝,对比《中国真菌志》发现该菌株与链格孢属链格孢种A.alternata的形态特征较为接近。进一步采用ITS、Alta、OPA10-2和gpd基因对QY-2进行分子生物学鉴定,通过ITS和gpd序列系统进化分析表明菌株QY-2为链格孢属,通过Alta以及OPA10-2序列系统进化分析明确了链格孢菌株QY-2为A.alternata(链格孢属链格孢种)。
3、菌株QY-2携带真菌病毒种类的鉴定:采用基于dsRNA的cDNA文库构建技术进行常规测序及高通量测序两种方法对QY-2携带的病毒进行鉴定。通过常规测序获得的8个克隆序列巾3个为非病毒序列,5个为病毒序列,病毒序列相似性为100%,为Chrysovirus病毒,与梨黑斑病菌(A.alternata Japanese pear pathotype)的Alternariaalternata chrysovirus1(AaCV1)相似性最高,达到93%。高通量测序结合常规测序,明确了QY-2仅携带一种病毒,且获得了该病毒的5条dsRNA基因序列,大小分别为3665nt、3054nt、2824nt、2819nt和831nt。它们均编码一个独立的开放阅读框,依次为ORF1至ORF5,分别表达124kDa RNA-dependent RNA polymerase、83kDaputative coat protein、84kDa hypothetical protein、83kDa hypothetical protein和13kDahypothetical protein。已提交至Genbank,登录号分别为MK672910、MK672913、MK672912、MK672911、MK836314。根据病毒基因组大小,病毒基因组结构,编码蛋白的序列比对及系统发育关系分析,确定了菌株QY-2所携带的病毒为产黄青霉病毒科(Chrysoviridae)、β产黄青霉病毒属(Betachrysovirus)的Alternaria alternatachrysovirus,暂定命名为Alternaria alternata chrysovirus2(AaCV2)。
4、AaCV2的传毒特性:通过单孢子继代培养获得菌株QY-2的后代菌株,分析分生孢子后代菌株的带毒情况。结果表明:菌株QY-2的分生孢子后代菌株均携带dsRNA病毒,证明病毒AaCV2能够通过分生孢子垂直传递给后代菌株,传毒率高。通过菌株QY-2与97个不带毒菌株的对峙培养,获得衍生菌株,分析衍生菌株的带毒情况。结果表明:衍生菌株均没有出现病毒AaCV2的目的条带,说明该病毒在不同菌株间的水平传播能力较低。
本研究从中国不同苹果产区采集斑点落叶病样本,进行病原菌的分离和纯化,提取各菌株病毒dsRNA,明确了中国苹果斑点落叶病菌dsRNA的多样性;测定了带毒菌株的生物学特性,选择弱致病力菌株QY-2进行了形态学和分子生物学鉴定;通过分子克隆技术、高通量测序技术对QY-2菌株携带的真菌病毒进行了全基因组序列、基因组结构和系统进化分析,将QY2携带的真菌病毒暂定命名为Alternaria alternatachrysovirus2(AaCV2),揭示了该病毒的水平传播特性和垂直传播特性。主要研究结果如下:
1、中国苹果斑点落叶病菌的dsRNA多样性分析:从中国不同的苹果主产区采集苹果斑点落叶病样本,通过组织分离得到102个链格孢菌株。对102个菌株进行dsRNA提取,通过琼脂糖凝胶电泳检测,共得到5个菌株带有明显的dsRNA条带,dsRNA分为4种类型:菌株YT-3-7携带的dsRNA在8kb、2.5kb和1.5kb左右;菌株SJZ-4携带的dsRNA在8kb左右;菌株QY-2携带的dsRNA在3kb和0.8kb左右;菌株CL-2-6和SQ-1-1携带的dsRNA在2.5kb和1.5kb左右。
2、苹果斑点落叶病菌弱致病力带毒菌株的选择及其鉴定:从菌株的培养性状、菌丝生长速率及致病力3个方面对带毒菌株的生物学特性进行分析,发现带毒菌株QY-2的为弱致病力菌株。因此,选择QY-2菌株作为进一步研究的对象。从形态学和分子生物学两个方面对菌株QY-2进行鉴定,菌株QY-2菌落初期无色,后期正面灰绿色,背面暗青褐色;分生孢子卵形或倒棍棒形,淡褐色,1-4个横膈膜,多数无纵、斜隔膜,分隔处隘缩且颜色加深,孢身15.6~36.8×6.5~12.5μm,具短喙;分生孢子短链成合轴状分枝,对比《中国真菌志》发现该菌株与链格孢属链格孢种A.alternata的形态特征较为接近。进一步采用ITS、Alta、OPA10-2和gpd基因对QY-2进行分子生物学鉴定,通过ITS和gpd序列系统进化分析表明菌株QY-2为链格孢属,通过Alta以及OPA10-2序列系统进化分析明确了链格孢菌株QY-2为A.alternata(链格孢属链格孢种)。
3、菌株QY-2携带真菌病毒种类的鉴定:采用基于dsRNA的cDNA文库构建技术进行常规测序及高通量测序两种方法对QY-2携带的病毒进行鉴定。通过常规测序获得的8个克隆序列巾3个为非病毒序列,5个为病毒序列,病毒序列相似性为100%,为Chrysovirus病毒,与梨黑斑病菌(A.alternata Japanese pear pathotype)的Alternariaalternata chrysovirus1(AaCV1)相似性最高,达到93%。高通量测序结合常规测序,明确了QY-2仅携带一种病毒,且获得了该病毒的5条dsRNA基因序列,大小分别为3665nt、3054nt、2824nt、2819nt和831nt。它们均编码一个独立的开放阅读框,依次为ORF1至ORF5,分别表达124kDa RNA-dependent RNA polymerase、83kDaputative coat protein、84kDa hypothetical protein、83kDa hypothetical protein和13kDahypothetical protein。已提交至Genbank,登录号分别为MK672910、MK672913、MK672912、MK672911、MK836314。根据病毒基因组大小,病毒基因组结构,编码蛋白的序列比对及系统发育关系分析,确定了菌株QY-2所携带的病毒为产黄青霉病毒科(Chrysoviridae)、β产黄青霉病毒属(Betachrysovirus)的Alternaria alternatachrysovirus,暂定命名为Alternaria alternata chrysovirus2(AaCV2)。
4、AaCV2的传毒特性:通过单孢子继代培养获得菌株QY-2的后代菌株,分析分生孢子后代菌株的带毒情况。结果表明:菌株QY-2的分生孢子后代菌株均携带dsRNA病毒,证明病毒AaCV2能够通过分生孢子垂直传递给后代菌株,传毒率高。通过菌株QY-2与97个不带毒菌株的对峙培养,获得衍生菌株,分析衍生菌株的带毒情况。结果表明:衍生菌株均没有出现病毒AaCV2的目的条带,说明该病毒在不同菌株间的水平传播能力较低。