莲藕中一种马铃薯Y病毒属病毒的鉴定与全序列分析

发布时间：2020-06-15 06:25

【摘要】：莲藕(Nelumbo nucifera Gaertn.)是睡莲科(Nymphaeaceae)莲属多年生水生草本植物,生产上依据用途分为藕莲、籽莲和花莲。莲藕是中国栽培面积最大的水生蔬菜,栽培历史悠久,其产品富含淀粉、蛋白质、维生素和矿物质等营养成分,深受国内外消费者喜爱。莲藕多采用根状茎进行无性繁殖,容易导致病害积累,引起种性退化。目前,已报道的莲藕病害以腐败病、褐斑病等真菌性病害为主,而有关病毒病仅见有莲藕线条病毒(Lotus streak virus)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)和芋花叶病毒(Dasheenmosaic virus,DsMV)的报道。“僵藕”是发生在莲藕主产区的一个普遍现象,藕身瘦小僵硬,表面布有黑褐色点斑、条斑,且深入表皮以下,严重影响莲藕的产量和品质。前期研究表明,“僵藕”可能是由植物病毒引起的,但其症状与上述三种病毒症状不一致。为进一步研究“僵藕”发病病因与致病机制,我们在“僵藕”中检测鉴定到一种马铃薯Y病毒属病毒,并就该病毒的寄主范围、发生分布、基因组结构、分类地位及遗传多样性进行了研究。主要结果如下:1、采用高通量测序及RT-PCR技术,在“僵藕”中发现一种马铃薯Y病毒属病毒(potyviruses),扩增片段为854 bp,经BLAST比对分析发现,该病毒与甘薯潜隐病毒(Sweet potato latent virus,SPLV)的核苷酸相似性较高。该病毒能有效侵染豆科(Fabaceae)、藜科(Chenopodiaceae)、葫芦科(Cueurbitaceae)、茄科(Solanaceae)中的植物,但未见明显的症状表现。发生分布调查结果显示,在江苏省莲藕主产区采集的43份莲藕样品中,该病毒的检出率达48.8%,其中12份“僵藕”样品的检出率为75%,表明该病毒在江苏省莲藕产区发生分布广泛。2、莲藕中检出的马铃薯Y病毒属病毒的全基因组序列具有10 081核苷酸(nucleotide,nt),包括143 nt的5'端非编码区、194 nt的3'端非编码区和9 741 nt的开放阅读框(Open reading frame,ORF),共编码3 247个氨基酸(amino acid,aa)。该病毒与SPLV的多聚蛋白均含有9 741 nt,与SPLV核苷酸相似性在76.28%-76.60%之间,与最新的国际病毒分类委员会(International Committee on Taxonomy ofViruses,ICTV)制定的马铃薯 Y 病毒科病毒的分种标准相同,且该病毒与SPLV有四个蛋白酶水解切隔识别位点存在差异,其编码的PIPO的长度差异较大。综上,我们在莲藕上分离的马铃薯Y病毒属病毒可能是一种新的病毒种,暂定名为莲藕潜隐病毒(Lotus latent virus,LLV)。3、对LLV的外壳蛋白(Coatprotein,CP)和第一蛋白(Firstprotein,P1)编码区序列的系统发育和遗传多样性分析可知:LLV遗传差异较小,可分为LLV-1和LLV-2两组,其中大部分分离物聚集在LLV-2组。通过选择压力分析发现:LLV在CP和P1编码蛋白中处于较强的负向选择压力下,这与其他已报道的马铃薯Y病毒属病毒相似,可能与这两个蛋白保守的功能域相关。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S436.45
【图文】：

Ｐ３）、第一个邋６Ｋ邋蛋白（６Ｋ１邋）、圆柱状内含体蛋白（Ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ邋ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ邋ｐｒｏｔｅｉｎ，邋ＣＩ邋）、第逡逑二个邋６Ｋ邋蛋白（６Ｋ２）、ＶＰｇ、ＮＩａ、核内含体蛋白邋ｂ邋（Ｎｕｃｌｅａｒ邋ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ邋ｂｏｄｙ‘ｂ’ｐｒｏｔｅｉｎ，Ｎｉｂ）逡逑以及ＣＰ［４８＿４９］（图１）。这１０个成熟蛋白的功能分别如下：逡逑Ｐ３Ｎ－ＰＩＰＯ邋（＋２邋ｆｒａｍｅｓ）逡逑４邋Ｉ邋ｆ＂邋Ｕ邋Ｌｉ邋Ｉ邋１逦１逦心丨汾）逡逑？１邋ＨＣ－Ｐｉｏ邋Ｐ．＇邋６Ｋ１邋ｎ邋６Ｋ２邋ＶＰｕ邋ＸＴａ邋＼Ｔ１）邋ＣＰ逡逑图１马铃薯Ｙ病毒属病毒的基因组结构图＿逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１邋Ｔｈｅ邋ｇｅｎｏｍｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｐｏｔ＾Ｔｉｒｕｓｅｓ［５０］逡逑ｐｉ蛋白是ｉｏ个编码蛋白中最不保守且长度变化最大的一个蛋白［５１］。该蛋白是碱性蛋逡逑白，Ｃ端含有丝氨酸蛋白酶结构域，负责参与多聚蛋白的加工，并将Ｐ１成功从多聚蛋白上逡逑剪切下来［５２，５３］。Ｐ１编码蛋白主要在病毒的复制和移动中起作用，这可能是由于该蛋白增强逡逑了邋ＨＣ－Ｐｒｏ沉默抑制子的作用［５４＇５５］。逡逑ＨＣ－Ｐｒｏ蛋白是马铃薯Ｙ病毒属病毒中的一种多功能蛋白，依据该蛋白的己知功能将其逡逑结构分为三部分，Ｎ－端（ａａ邋１－１００）、中间区域（ａａ邋１００－３００）及Ｃ－端（ａａ＞３００）邋［５６，５７］。其逡逑中，Ｎ－端区富含半胱氨酸，且有一个类似锌指结构的金属结合基序（‘ｚｉｎｃ－ｆｍｇｅｒ’－ｌｉｋｅ逡逑ｍｅｔａｌ－ｂｉｎｄｉｎｇ邋ｍｏｔｉｆ），主要参与病毒的蚜传、症状表现以及病毒基因组的扩增等过程［５８＿６０］；逡逑中间区域负责病毒基因组的复制与长距离移动

本研宄选取６份莲藕样品，分别来自江苏宝应的（大紫红’邋ＣＹＺ１、ＹＺ２）、江苏邗江逡逑的‘美人红’（ＹＺ３、ＹＺ４）、江苏吴中的‘鄂莲五号’（ＳＺ１）和‘早白荷’（ＳＺ２），采样逡逑部位为莲藕叶片（图２）。将采集好的莲藕叶片放置于塑封袋中，其中ＹＺ３、ＹＺ４为健康藕，逡逑

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本文编号：2714029