巴基斯坦begomovirus和烟粉虱的遗传多样性及地理分布

发布时间：2020-06-05 08:24

【摘要】：烟粉虱(Bemisiata baci)是一种世界范围内广泛分布的隐种复合体。除通过刺吸直接伤害农作物外,烟粉虱还传播一类非常重要的植物病毒,即begomoviruses.Begomoviruses包括322多个种,在温带和热带地区引起多种双子叶植物病害。在巴基斯坦,begomoviruses严重威胁农业生产。例如,几种begomoviruses造成的木尔坦棉花曲叶病(CLCuD)在上世纪90年代重创了巴基斯坦棉花产业。直到现在,CLCuD每年给棉花生产造成的产量损失仍可达30%。虽然具有明显的经济重要性,巴基斯坦全国范围内烟粉虱和begomoviruses的群体结构还没有报道。本研究在2016-2017年间从巴基斯坦所有4个省份中,选择了 41个不同地点进行烟粉虱样品采集。通过mtCOI基因测序进行烟粉虱隐种鉴定,通过简并引物PCR鉴定这些烟粉虱携带的begomoviruses。然后,本研究对所得序列进行分析,研究巴基斯坦烟粉虱和begomoviruses的种群结构。本研究获得了 124条烟粉虱mtCOI序列。分析表明,在巴基斯坦存在5种烟粉虱隐种,即AsiaⅡ-1,AsiaⅡ-5,AsiaⅡ-7。AsiaⅡ-8和MEAM-1。其中,AsiaⅡ-8为在巴基斯坦的首次报道。另外,在早期的研究中,只在少数几个地区发现过Asia Ⅱ-1。但是,本研究表明,该烟粉虱隐种目前已在全国流行:在本研究所鉴定的样品中,88.7%的烟粉虱属于此隐种。从地域上看,旁遮普省烟粉虱的多态性最高,本研究在该省发现了4种烟粉虱隐种(Asia Ⅱ-1,Asia Ⅱ-5,Asia Ⅱ-7 and MEAM-1);信德省其次,该省有2种烟粉虱隐种(Asia Ⅱ-1 and Asia Ⅱ-8),其它两个省只有1种烟粉虱隐种(Asia Ⅱ-1)。进化学分析表明,5种烟粉虱隐种的两两遗传差异在0.35%到19.54%之间。在隐种水平上,Asia Ⅱ-1的遗传多样性最高:为2.55%,Asia Ⅱ-7次之,为1.54%,而MEAM-1只有0.35%。两两平均遗传距离最大的是 Asia Ⅱ-1(0.89%),其次是 Asia Ⅱ-7(0.61%)和 MEAM-1(0.16%)。从上述烟粉虱中,本研究共获得begomovirus序列177条(每条约570 bp)。BLASTn结果表明,这些序列分别对应14种不同的begomoviruses。其中,有5种begomoviruses还从未在巴基斯坦被报道过,它们是黄麻黄脉病毒(CoYVV),喀拉拉邦番茄曲叶病毒(ToLCKeV),卡纳塔克邦番茄曲叶病毒(ToLCKV),番茄耳突曲叶病毒(ToELCV)和烟草曲茎病毒(TbCSV)。另外,本研究还发现两个病毒,即CoYVV和辣椒曲叶病毒(ChiLCV),的新株系,因为相应的序列与已知序列的同源率小于90%。多种番茄begomoviruses在全国范围内广泛分布,包括ToLCKeV,ToLCKV,ToELCV,樱桃番茄曲叶病毒(CToLCV),帕兰波番茄曲叶病毒(ToLCPMV)和番茄黄花曲叶病毒(TYLCV)。另外一个在全国范围内广泛分布的病毒是蓬子草黄脉病毒(AYVV)。相反,另外一些病毒仅在少数一些地区被发现,如TbCSV仅存在于旁遮普省蜀葵黄脉病毒(HoYVMV)和红雀珊瑚曲叶病毒仅存在于旁遮普省中部,而木瓜曲叶病毒(PLCV)仅在信德省的木瓜种植区被发现。由于繁殖力强,食性杂和抗药性强,烟粉虱难防难控。同样,由于不断地进化,begomovirus的控制也极具挑战性。近年来关于烟粉虱与begomovirus互作的研究为控制该复合体的蔓延提供了许多新的思路。本研究首次在整个国家水平上研究烟粉虱和begomovirus在巴基斯坦的种群结构,所得数据有助于制定新的措施,减少烟粉虱和begomovirus在巴基斯坦的危害。
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S43

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