云南粉虱传双生病毒优势种变异及其与卫星分子的共进化

论文摘要

双生病毒是一类在全球广泛分布的植物单链环状DNA病毒。其中双生病毒科（Geminivirade）菜豆金色花叶病毒属（Begomovirus）病毒种类最多,分布最广,该属病毒也称粉虱传双生病毒（Whitefly-tansmmited geminivirus, WTGs）,在全球热带、亚热带气候类型区为害严重。其中我国南方地区发生频繁,并且发生范围逐步扩大。云南是粉虱传双生病毒病害的高发区,其独特的地理环境和气候类型,使其具有丰富的植物多样性,也为双生病毒的多样性提供了条件。本文探讨了云南优势双生病毒种群中国番茄黄化曲叶病毒（TYLCCNV）和中国番木瓜曲叶病毒（PaLCuCNV）基因组结构、系统进化以及变异情况,并对双生病毒与其伴随的DNAβ卫星分子相互关系进行了分析,为该类病毒的监测与防控提供一定的理论依据。2009～2010年间,在云南红河、大理、楚雄、德宏、保山等地表现典型双生病毒为害症状的番茄、辣椒、菜豆等作物以及田间杂草赛葵、胜红蓟等样品上,分离到多种双生病毒,其中TYLCCNV和PaLCuCNV检出频率较高。获得了13个TYLCCNV不同分离物的DNA-A,7个PaLCuCNV不同分离物的DNA-A,并且获得了10个双生病毒分离物以及与其伴随的卫星分子DNAβ,即TYLCCNV/DNAβ、烟草曲茎病毒（TbCSV）/DNAβ、赛葵黄脉病毒（MYVV）/DNAβ、云南赛葵黄脉病毒（MYVYNV）/DNAβ。这些病毒基因组都具有典型的粉虱传双生病毒基因组结构特征。对13个TYLCCNV分离物进行了种内遗传多样性分析,其DNA-A的核苷酸相似性在88.4%-99.9%之间。该病毒在云南的分布具有明显的地理差异,不同的气候类型区病毒的变异情况也不相同,另外该病毒没有表现出明显的寄主依赖性。对其变异进行了分析,发现其突变和重组的区域主要集中在IR、AV1、AC1。对7个PaLCuCNV进行了比较,发现它们的DNA-A突变较小,其DNA-A的核苷酸相似性在99.1%-99.8%之间,与广西、福建、河南的分离物核苷酸序列相似性均较高,在91.3%-99.9%之间。从重组情况看,PaLCuCNV与侵染胜红蓟的一些双生病毒存在密切的关系。比较10个begomoviruses/DNAβ复合体发现,10个病毒分离物DNA-A序列相似性在72.4%-99.3%,10个DNAβ序列的相似性在50.5%-98.7之间,DNAβ的相似性低于DNA-A的相似性,DNAβ的变异较大。从构建的系统进化树可以看出,DNAβ的聚簇方式与辅助病毒DNA-A的聚簇方式基本一致,说明二者是共进化的。此外,βC1与DNAβ也存在共进化关系,二者的系统进化树聚簇方式一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 双生病毒基本概况
• 1.1.1 双生病毒结构特征
• 1.1.2 双生病毒分类
• 1.2 双生病毒的进化
• 1.3 生病毒的变异
• 1.3.1 重组
• 1.3.2 突变
• 1.4 双生病毒与卫星分子的相互关系
• 1.5 研究的目的及意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 病毒来源
• 2.1.2 菌株和质粒
• 2.1.3 试剂和仪器
• 2.2 方法
• 2.2.1 植物总DNA的提取
• 2.2.2 PCR扩增
• 2.2.3 RCA扩增
• 2.2.4 纯化及胶回收
• 2.2.5 DNA克隆
• 2.2.6 序列测定和分析
• 第三章 中国番茄黄化曲叶病毒云南分离物系统进化及变异
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 样品来源
• 3.1.2 植物总DNA的提取
• 3.1.3 序列扩增、克隆、测序
• 3.1.4 序列分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 TYLCCNV不同分离物DNA-A全基因组结构特征
• 3.2.2 TYLCCNV不同分离物DNA-A及基因间隔区相似性比较
• 3.2.3 TYLCCNV不同分离物DNA-A编码蛋白同源性比较
• 3.2.4 TYLCCNV不同分离物的系统进化关系
• 3.2.5 TYLCCNV不同分离物核苷酸多态性分析
• 3.2.6 TYLCCNV重组变异分析
• 3.3 讨论
• 第四章 中国番木瓜曲叶病毒云南分离物系统进化及变异
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 样品来源
• 4.1.2 植物总DNA的提取
• 4.1.3 序列扩增、克隆、测序
• 4.1.4 序列分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 PaLCuCNV不同分离物DNA-A全基因组结构特征
• 4.2.2 PaLCuCNV不同分离物的系统进化关系
• 4.2.3 PaLCuCNV不同分离物核苷酸多态性分析
• 4.2.4 PaLCuCNV不同分离物的重组分析
• 4.3 讨论
• 第五章 云南粉虱传双生病毒与其卫星分子的共进化
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 样品来源
• 5.1.2 植物总DNA的提取
• 5.1.3 序列扩增、克隆、测序
• 5.1.4 序列分析
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 WTGs的分子鉴定及分析
• 5.2.2 DNA-A及DNAβ分子相似性比较
• 5.2.3 DNAβ分子与其辅助病毒的共进化关系
• 5.3 讨论
• 全文小结
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士期间发表论文目录
• 附录B 常用试剂和仪器
• 附录C 常用缓冲液和培养基配方
• 附录D 本论文所用重要缩写词及中文对照