新疆哈密瓜病毒的种类组成及地理变异研究

发布时间：2018-11-11 21:56

【摘要】：新疆哈密瓜品质独特,驰名中外,享有很高的声誉。哈密瓜在新疆栽培历史悠久,是新疆最重要的经济作物之一。然而,新疆哈密瓜受到病毒病的严重为害,导致哈密瓜产量降低,品质下降,引起较为严重的经济损失。基于此,本研究在对16个新疆哈密瓜主栽区病毒病调研和采样的基础上,较为全面地研究了为害新疆哈密瓜的病毒种类组成、地理分布以及不同地理来源病毒分离物的遗传多样性、寄主反应和抗性鉴定,为新疆哈密瓜病毒病的防控和哈密瓜抗病毒品种的选育奠定了基础。本研究的主要内容与结果如下:本研究于2013~2015年哈密瓜生长季节在新疆16个哈密瓜主栽区进行病毒病的调研和采样。结果表明,病毒病在新疆哈密瓜种植区分布广泛,为害较为严重,病毒病已经成为为害新疆哈密瓜的主要病害之一。在田间,哈密瓜病毒病的症状主要是花叶,在哈密瓜果实上未发现明显的病毒病症状。位于干旱暖温带的哈密瓜种植区其病毒病的发病率与症状的严重程度比位于干旱中温带的种植区都要高。2013~2015年在新疆哈密瓜主栽区共采集649份哈密瓜样品,其中具有病毒病症状的样品492份,无病毒病症状的样品157份。采用RT-PCR对所采样品进行检测,检测的病毒为:西瓜花叶病毒(Watermelon mosaic virus,WMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)、小西葫芦黄化花叶病毒(Zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)、南瓜花叶病毒(Squash mosaic virus,Sq MV)、番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)、黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)、番茄环斑病毒(Tomato ringspot virus,To RSV)、番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)、摩洛哥西瓜花叶病毒(Moroccan watermelon mosaic virus,MWMV)、西瓜银斑病毒(Watermelon silver mottle virus,WSMo V)、西葫芦黄斑病毒(Zucchini yellow fleck virus,ZYFV)、烟草坏死病毒(Tobacco necrosis virus,TNV)以及其他马铃薯Y属病毒(potyvirus)。结果表明,在所采样品中检测到了WMV、CMV和ZYMV,没有检测到PRSV、Sq MV、MWMV、ZYFV、WSMo V、To RSV、TSWV、CGMMV、TNV以及其他potyvirus属病毒。在492份具有病毒病症状的样品中,阳性样品的检出率为94.5%(465/492)。在157份无病毒病症状的样品中没有检测到病毒。在465份阳性样品中,WMV、CMV和ZYMV的检出率分别为77.0%(358/465)、60.0%(279/465)和41.1%(191/465),WMV的检出率最高,其次为CMV,ZYMV最低。统计分析表明,不同哈密瓜品种之间病毒检出率具有统计学的差异显著性(χ2=29.795,P=0.0000.05,d.f.7);不同农业气候区之间病毒检出率具有统计学的差异显著性(χ2=22.602,P=0.0000.05,d.f.2);不同哈密瓜品种之间病毒检出率也具有统计学的差异显著性(χ2=149.860,P=0.0000.05,d.f.14)。因此,WMV、CMV和ZYMV在不同农业气候区之间以及不同哈密瓜品种之间并不是均匀分布的。在465份阳性样品中,单个侵染样品占42.8%(199/465),复合侵染样品占57.2%(266/465),病毒复合侵染比单个侵染更普遍。不同哈密瓜品种之间复合侵染的类型以及每种类型的检出率均有一定的差异。采用列联表卡方检验法分析了复合侵染中病毒之间的相互关系,结果表明,在复合侵染中有些病毒之间存在明显的关联性,但在有些病毒之间并没有表现出关联性。CMV的地理分布最广、其次为WMV和ZYMV。通过RT-PCR扩增和克隆测序,分别获得了来自新疆不同地理区域的56个WMV、55个CMV和26个ZYMV分离物的全长外壳蛋白(Coat protein,CP)基因序列,并将序列登录Gen Bank。系统进化分析表明,WMV全长cp基因系统进化树包括3个进化枝。56个新疆WMV分离物位于进化枝A上,来自伽师县的10个分离物单独形成一个相对独立的进化亚簇。CMV全长cp基因系统进化树包括3个进化枝,55个新疆CMV分离物均位于亚组IB进化枝上,因此新疆分离物均属于亚组IB。来自伽师县、昌吉市和鄯善县辟展乡的分离物在进化树上的分簇表现出较为明显的地区适应性。ZYMV全长cp基因系统进化树包括3个进化组,进化组A可以进一步分为4个进化亚组。新疆分离物位于亚组A-I、A-II以及进化组C上。在新疆WMV分离物和ZYMV分离物CP蛋白N端均存在DAG基序。新疆WMV、CMV和ZYMV分离物均受到负选择(净化选择)的作用,这种选择作用会限制病毒群体的变异性。利用昆诺藜和蚕豆分别对11个WMV、17个CMV和13个ZYMV分离物进行分离纯化。将纯化的分离物分别接种多种植物,结果表明来自不同地理区域的病毒分离物的寄主反应存在一定的变异性。值得注意的是,来自南疆伽师县的WMV分离物JS-1在南瓜上引起轻花叶,而来自新疆其他地区的10个WMV分离物在南瓜上则为隐症侵染。WMV分离物TYG-1在曼陀罗上引起花叶,而其余10个WMV分离物则不侵染曼陀罗。来自南疆伽师县的两个CMV分离物JS-1和JS-2在西葫芦上引起褪绿斑驳,而来自新疆其他地区的15个CMV分离物在西葫芦上均引起花叶。CMV分离物JS-1和JS-2引起曼陀罗叶片褪绿,来自北疆的3个CMV分离物不能侵染曼陀罗,而来自东疆的12个CMV分离物在曼陀罗上则为隐症侵染。在西葫芦上,新疆ZYMV分离物的寄主反应与其系统进化组来源之间有明显的相关性。来自亚组A-I的3个分离物引起花叶和叶变形,来自亚组A-II的7个分离物引起花叶,而来自进化组C的3个分离物引起局部褪绿斑。此外,13个新疆ZYMV分离物均为0型致病型(pathotype 0)。甜瓜品种室内抗病性鉴定表明,Iran H对WMV新疆鄯善分离物TYG-1和五家渠102团分离物WQ102-1均表现抗病;黄旦子对CMV新疆五家渠102团分离物WJQ表现抗病;PI414723对新疆3个ZYMV分离物均表现免疫,PI414723在新疆哈密瓜抗ZYMV品种的选育中具有较好的应用前景。
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【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S436.5

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