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芜菁花叶病毒的种群遗传学与水稻黑条矮缩病毒山东分离物的分子特性

作　者: 陈佳
导　师: 李向东
学　校: 山东农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 芜菁花叶病毒水稻黑条矮缩病毒种群统计学核苷酸多样性系统进化
分类号: S432.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,TuMV)为世界性分布的病毒,在28个国家和地区中TuMV的危害性仅次于黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaic virus,CMV),是侵染蔬菜作物的第二大病毒。水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarfvirus,RBSDV)引起玉米粗缩病,给我国玉米生产造成了严重损失。本研究测定了2007～2008年两年间山东省十字花科蔬菜上58个TuMV分离物3′-端基因组(包括部分NIb、完整CP和部分3′-UTR)序列,扩增产物长度为1082 bp,其中包含28 bp NIb序列、867 bp CP序列及187 bp非编码区序列(3′-UTR)。CP基因编码288个氨基酸。将这58个TuMV分离物CP基因与GenBank上下载的122个TuMV中国分离物的CP基因进行系统进化分析,发现中国TuMV分离物可以分为3个组,分别为basal-BR组、Asian-BR组和world-B组。basal-BR组分离物只在山东省、河北省、浙江省和河南省发现。basal-BR组可进一步分为3个亚组,basal-BRⅡ亚组是泰安和潍坊萝卜上TuMV分离物的主流株系。basal-BRⅢ亚组分离物只在山东泰安发现,并且呈爆发趋势。中国的和日本的basal-BRⅠ亚组和basal-BRⅡ亚组分离物分别属于同一个种群,而中国和日本的basal-BRⅢ亚组分离物分别属于两个不同的种群。对2005年～2008年间泰安和潍坊地区萝卜上TuMV分离物进行核苷酸多样性分析发现,2007年泰安地区萝卜上TuMV分离物CP编码区所承受的选择压力最小,2006年潍坊地区萝卜上TuMV分离物CP编码区所承受的选择压力最大。对台湾、四川、山东、云南、浙江和北京这6个省市的TuMV分离物进行核苷酸多样性分析发现,四川省的TuMV分离物CP基因所处的选择压力是这6个省市中最大的,而浙江分离物CP基因所处的选择压力最小。利用RT-PCR技术,从山东省临沂和泰安两地表现矮化、粗缩病症状的玉米上扩增到水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)4个分离物S10片段,克隆了该基因并测定了其核苷酸序列。扩增片段长1801 bp,其中5′-UTR为21 bp,3′-UTR长度为103 bp,中间为1677 bp的开放阅读框(22-1698),编码558个氨基酸的衣壳蛋白。在根据S10片段序列构建的系统树中,这4个分离物和GenBank中的其它14个RBSDV分离物可分为A、B两组,其中A组又可分为两个亚组。重组分析发现Ly-m2可能是由Zhjs和Ly-ml重组得来的。

全文目录

中文摘要  11-13
ABSTRACT  13-15
第一章引言  15-25
  1 芜菁花叶病毒  15-21
    1.1 芜菁花叶病毒的生物学和理化特性  15-16
    1.2 芜菁花叶病毒基因组的结构和功能  16-19
      1.2.1 病毒基因组的结构  16
      1.2.2 病毒基因的功能  16-19
    1.3 芜菁花叶病毒的侵染和繁殖  19
    1.4 芜菁花叶病毒株系的变异与进化  19-21
  2 水稻黑条矮缩病毒  21-24
    2.1 玉米粗缩病病原基因组学研究  22
    2.2 RBSDV蛋白的功能  22-24
  3 本研究的目的和意义  24-25
第二章中国芜菁花叶病毒的分子种群遗传学  25-63
  1 材料和方法  25-33
    1.1 材料  25-26
      1.1.1 病毒样品的采集  25
      1.1.2 菌株和载体  25
      1.1.3 生化及分子生物学试剂  25
      1.1.4 主要实验仪器  25-26
      1.1.5 引物合成  26
    1.2 方法  26-33
      1.2.1 实验所需试剂及配制  26-27
      1.2.2 植物总RNA的提取  27
      1.2.3 引物设计  27-28
      1.2.4 反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)  28-29
      1.2.5 PCR产物回收  29
      1.2.6 连接反应  29
      1.2.7 大肠杆菌感受态细胞的制备  29-30
      1.2.8 连接产物转化大肠杆菌  30
      1.2.9 改良碱裂解法提取质粒DNA  30-31
      1.2.10 重组质粒鉴定  31-32
      1.2.11 序列测定与分析  32-33
  2 结果与分析  33-61
    2.1 TuMV分离物CP基因的RT-PCR结果  33-34
    2.2 CP基因连接及转化  34-35
    2.3 TuMV CP基因的序列测定与分析  35-61
      2.3.1 泰安和潍坊地区10年来的萝卜上TuMV分离物序列分析  44-54
      2.3.2 中国TuMV分离物的CP基因的比较及分子变异分析  54-61
  3 结论与讨论  61-63
第三章水稻黑条矮缩病毒山东分离物的分子特性  63-74
  1 材料和方法  63-67
    1.1 材料  63-64
      1.1.1 病毒样品的采集  63
      1.1.2 菌株和载体  63
      1.1.3 生化及分子生物学试剂  63-64
      1.1.4 主要实验仪器  64
      1.1.5 引物合成  64
    1.2 方法  64-67
      1.2.1 实验所需试剂及配制  64
      1.2.2 植物总RNA的提取  64
      1.2.3 引物设计  64
      1.2.4 反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)  64-65
      1.2.5 PCR产物回收  65
      1.2.6 连接反应  65
      1.2.7 大肠杆菌感受态细胞的制备  65
      1.2.8 连接产物转化大肠杆菌  65
      1.2.9 改良碱裂解法提取质粒DNA  65-66
      1.2.10 重组质粒鉴定  66
      1.2.11 序列测定与分析  66-67
  2 结果与分析  67-72
    2.1 RBSDV分离物的S10基因的RT-PCR结果  67-68
    2.2 S10基因的连接及转化  68
    2.3 RBSDV S10基因的序列测定与分析  68-72
      2.3.1 一致率分析  69-71
      2.3.2 系统发育关系分析  71-72
      2.3.3 重组分析  72
  3 结论与讨论  72-74
全文结论  74-75
参考文献  75-85
致谢  85-86
攻读硕士学位期间发表论文情况  86-87
附录  87-88

芜菁花叶病毒的种群遗传学与水稻黑条矮缩病毒山东分离物的分子特性

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