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基因组学与应用生物学 2018年第6期37卷 2417-2422页

作者：廖震赵德刚赵懿琛贵州大学农业生物工程研究院/生命科学学院、山地植物资源保护与种质创新省部共建教育部重点实验室贵阳550025 贵州大学药学院贵阳550025 贵州省农业科学院贵阳550006

对贵州省六盘水市田间发病小黄姜进行病毒检测,分析小黄姜病毒种类。采用小RNA高通量测序技术结合生物信息学方法对小RNA数据库进行拼接组装,预测小黄姜病毒种类。设计特异性引物,采用反向PCR及分段克隆测序方法验证小黄姜病毒的存在。... 详细信息

对贵州省六盘水市田间发病小黄姜进行病毒检测,分析小黄姜病毒种类。采用小RNA高通量测序技术结合生物信息学方法对小RNA数据库进行拼接组装,预测小黄姜病毒种类。设计特异性引物,采用反向PCR及分段克隆测序方法验证小黄姜病毒的存在。检测发现有3条拼接序列与DNA杆状病毒属（Badnavirus）中的薯蓣杆状病毒（Dioscorea bacillifrom virus,DBV）相似,氨基酸相似度均高于80%。并在小黄姜样品中扩增得到1 883 bp病毒序列。RT和RNase H基序核苷酸序列与来自古巴的Banana streak virus（Gen Bank登录号：KF386733）相似性最高,为74%。根据目前的国际病毒分类委员会（the international committee on taxonomy of viruses,ICTV）病毒分类方案,Badnavirus病毒中RT和RNase H核苷酸基序相似度低于80%的可划为不同病毒种,该病毒可能是Badnavirus中的一种新病毒,暂命名为小黄姜杆状病毒（Zingiber bacilliform virus）。小黄姜杆状病毒在30个田间小黄姜样品中存在且存在多态性,该病毒可能是一个古老的病毒,在小黄姜进化过程中将病毒基因组整合到小黄姜基因组中来防御杆状病毒属病毒的侵染。

关键词：小RNA 小黄姜杆状DNA病毒属小黄姜杆状病毒

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利用sRNA序列检测分析小黄姜（Zingiber officainale Rosc.）病毒

利用sRNA序列检测分析小黄姜（Zingiber officainale Rosc.）病毒

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作者：廖震贵州大学

学位级别：硕士

姜(Zingiber officainale Rosc.)属多年生单子叶草本植物,它在植物分类学上属于姜科(Zingiberaceae),姜属(Zingiber Mill.),是我国重要的经济作物。姜不开花或很少开花,栽培上长期采用无性繁殖,致使种姜体内含有多种病菌和病毒,而病毒... 详细信息

姜(Zingiber officainale Rosc.)属多年生单子叶草本植物,它在植物分类学上属于姜科(Zingiberaceae),姜属(Zingiber Mill.),是我国重要的经济作物。姜不开花或很少开花,栽培上长期采用无性繁殖,致使种姜体内含有多种病菌和病毒,而病毒的感染造成姜的产量和品质严重下降。检测分析小黄姜未知病毒,对小黄姜的病毒防治有一定理论意义。鉴于此,本研究利用sRNA高通量深度测序技术检测分析了贵州省六盘水六枝特区折溪小黄姜病毒。并对该病毒的分子生物学特性进行了初步探究。所获研究结果如下:1.本研究利用sRNA高通量测序技术对贵州省六盘水市折溪乡的小黄姜进行了病毒预测,通过contigs拼接与病毒蛋白质数据库和核苷酸数据库比对,发现小黄姜中存在一个杆状DNA病毒(badnavirus)属的新成员,该病毒侵染我国小黄姜是国内的首次报道。2.贵州省六盘水市折溪乡的小黄姜存在杆状DNA病毒属的新病毒。1)使用Badnavirus的简并引物从小黄姜样品中扩增获得6条RT/RNase H基因序列,与已报到的Badnavirus相应序列的相似性均低于74%,根据目前的国际病毒分类委员会(the international committee on taxonomy of viruses,ICTV)病毒分类方案,Badnavirus病毒中RT和RNase H核苷酸基序相似度低于80%的可划为不同病毒种,从小黄姜中克隆出的病毒可能是Badnavirus中的一种新病毒,暂时命名为小黄姜杆状病毒(Zingiber bacilliform virus,ZBV)。与21个Badnavirus不同成员病毒构建系统进树,结果表明,扩增的6个分离物内存在3种Badnavirus新病毒。2)小黄姜杆状病毒的基因组为双链环状DNA,参考基因组长5564 bp,对序列进行生物信息学分析表明该序列存在多个Badnavirus成员的保守结构域。但没有普遍Badnavirus的ORF1与ORF2,该病毒基因组可能在进化中被删除一个片段。在自然界中,病毒是所有生物中具有最快的变异速度,通过片段的删除或插入等方式获得新的基因组顺序排列,以增加对寄主的适合度。研究结果表明小黄姜杆状病毒在进化过程中存在复杂的多态性。3.利用自己编写的Perl语言脚本分析了ZBV来源的sRNA在小黄姜杆状病毒参考基因组上的热点分布。结果显示,ZBV衍生的s RNA序列主要来源于正义链,以21 nt、22nt和24 nt大小为主,其中24 nt的sRNA数量最多,推测小黄姜在防御病毒侵染的过程中DCL3起到了主要作用。4.利用通用引物BadnaFP/BadnaRP对采自贵州省六盘水六枝特区折溪乡的30株小黄姜和20份5个地区的黄姜块茎进行杆状病毒PCR检测,发现所有样品中均扩增得到目的片段大小的产物,病毒检出率为100%。对实验室中的折溪小黄姜脱毒无菌苗进行ZBV病毒检测,结果呈样性,表明该病毒部分基因组或者全部基因组已经整合入小黄姜基因组中。

关键词：小黄姜杆状DNA病毒小黄姜杆状病毒序列分析

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