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CLCuMuV V2蛋白与植物AGO4互作及其在病毒侵染中的作用

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CLCuMuV V2蛋白与植物AGO4互作及其在病毒侵染中的作用

作者：吴玉尧清华大学

学位级别：硕士

双生病毒是目前我们所知道的植物病毒中最大的一个科,而RNA介导的DNA甲基化(RdDM)引起的转录水平基因沉默(TGS),是一种天然的对抗双生病毒的抗病毒防御机制。因此,对该机制的进一步研究,对抵抗植物病毒侵染,提高经济作物产量,有着十分... 详细信息

双生病毒是目前我们所知道的植物病毒中最大的一个科,而RNA介导的DNA甲基化(RdDM)引起的转录水平基因沉默(TGS),是一种天然的对抗双生病毒的抗病毒防御机制。因此,对该机制的进一步研究,对抵抗植物病毒侵染,提高经济作物产量,有着十分重要的生理意义。一些双生病毒蛋白已被证明可以针对与甲基化或组蛋白修饰相关的酶;然而,双生病毒是否能够抑制,以及通过何种机制直接抑制RdDM介导的TGS,就目前而言,很大程度上我们仍不清楚。在本研究中,我们发现木尔坦棉花曲叶病毒(CLCuMuV)所编码的V2蛋白直接与本氏烟内RdDM组分NbAGO4相互作用,而V2中的第76位氨基酸由亮氨酸突变为丝氨酸,即V2L76S突变,则能够消除该相互作用。我们进一步证明,V2而不是V2L76S能抑制RdDM和TGS。而NbAGO4在本氏烟内的沉默,可以抑制TGS,增强CLCuMuV病毒DNA的积累。相比之下,病毒V2L76S替换突变体可减轻CLCuMuV感染症状。这些结果表明,CLCuMuV的V2与NbAGO4的相互作用,可以通过抑制RdDM介导的植物体内TGS,进而导致宿主植物病毒感染。我们的工作表明,双生病毒蛋白能够直接针对RdDM核心组分,以对抗植物中RdDM介导的TGS抗病毒防御机制,这扩宽了我们目前对病毒抵抗宿主防御机制的了解。利用V2可以抑制植物抗病毒防御的功能,我们进一步改造了被广泛应用的烟草脆裂病毒(TRV)介导基因沉默的病毒载体,使其具有更强的全株表达外源蛋白的功能。

关键词： V2 Argonaute 4 TGS 木尔坦棉花曲叶病毒双生病毒

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海南红麻曲叶病的病原检测与鉴定

植物病理学报 2015年第6期45卷 561-568页

作者：汤亚飞何自福杜振国佘小漫蓝国兵广东省农业科学院植物保护研究所广州510640 广东省植物保护新技术重点实验室广州510640

红麻曲叶病是2012年在海南省海口市发现的一种新病害,病株表现为叶片向上卷曲、叶脉肿大、叶脉变深绿色等症状。PCR检测结果显示,该病样中均存在菜豆金色花叶病毒属病毒。基因克隆及序列分析结果表明,该病毒分离物(HN08)基因组仅含A组分... 详细信息

红麻曲叶病是2012年在海南省海口市发现的一种新病害,病株表现为叶片向上卷曲、叶脉肿大、叶脉变深绿色等症状。PCR检测结果显示,该病样中均存在菜豆金色花叶病毒属病毒。基因克隆及序列分析结果表明,该病毒分离物(HN08)基因组仅含A组分(DNA-A),其全长为2 738 nt,与木尔坦棉花曲叶病毒(CLCuMuV)各分离物的相似性均大于89.0%,其中与中国各分离物的相似性均大于99.0%。该病毒分离物也伴随有β卫星分子,其全长为1 346 nt,与CLCuMuV各分离物伴随的β卫星分子(CLCuMuB)序列相似性大于83.0%,其中与分离物Fz1的序列相似性最高,为99.7%。构建了HN08 DNA-A及其β卫星分子侵染性克隆,通过农杆菌注射接种红麻,接种后30 d,HN08 DNA-A及其β卫星分子混合接种的红麻植株新出叶片开始产生曲叶症状;接种后60 d,二者混合接种的植株大部分叶片表现为严重的曲叶症状,且与田间自然病株症状相同,而二者各自单独接种的红麻植株没有产生明显的症状。PCR及Southern blot检测进一步证实这些症状是由HN08 DNA-A及其β卫星分子的共同侵染引起的。因此,海南红麻曲叶病是由CLCuMuV及其伴随的β卫星分子(CLCuMuB)共同侵染引起的。本文首次报道了红麻是CLCuMuV自然新寄主。

关键词：红麻曲叶病木尔坦棉花曲叶病毒卫星分子病原鉴定

基于Maxent模型的棉花曲叶病在中国的适生性分析

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棉花学报 2016年第5期28卷 443-451页

作者：齐国君陈婷何自福吕利华广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室广州510640

棉花曲叶病是棉花上一种毁灭性的病害,其主要病原木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCu Mu V)已入侵我国广东、广西、海南、福建、云南和江苏等地,明确其可能的适生区域对该病毒病的科学监测和综合防控意义重大。本... 详细信息

棉花曲叶病是棉花上一种毁灭性的病害,其主要病原木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCu Mu V)已入侵我国广东、广西、海南、福建、云南和江苏等地,明确其可能的适生区域对该病毒病的科学监测和综合防控意义重大。本研究以棉花曲叶病的分布数据为基础,综合考虑其传播介体烟粉虱、中间寄主朱槿、寄主棉花的分布区域,利用Maxent模型对棉花曲叶病在中国的潜在适生区进行预测。结果表明,长江流域棉区、黄河流域棉区的大部分区域都属于棉花曲叶病的适生区,而西北内陆棉区的适生程度较低,大部分为低度适生区;其中,高度适生区主要集中在长江流域棉区的湖南、江西、浙江、安徽、江苏、湖北,此区域也适宜朱槿的种植。因此,华南地区已流行危害的木尔坦棉花曲叶病毒向北入侵到我国棉花主产区的风险极高,其中长江流域棉区将是该病害发生及防控的重点区域。

关键词：棉花曲叶病木尔坦棉花曲叶病毒烟粉虱朱槿适生区

本地烟粉虱隐种加速入侵棉花曲叶病毒的广泛传播与危害

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本地烟粉虱隐种加速入侵棉花曲叶病毒的广泛传播与危害

第五届全国入侵生物学大会——入侵生物与生态安全

作者：陈婷汤亚飞齐国君吕利华何自福广东省农业科学院植物保护研究所广东省植物保护新技术重点实验室

由木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton Leaf Curl Mutan Virus,双生病毒科(Geminiviridae)菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus))引起的棉花曲叶病在南亚已对棉花生产造成巨大经济损失。该病毒2006年在我国首次报道,是一种外来入侵有害生物,已迅速... 详细信息

由木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton Leaf Curl Mutan Virus,双生病毒科(Geminiviridae)菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus))引起的棉花曲叶病在南亚已对棉花生产造成巨大经济损失。该病毒2006年在我国首次报道,是一种外来入侵有害生物,已迅速在华南地区及西南部分地区严重为害朱槿、黄秋葵、垂花悬铃花、红麻、棉花等锦葵科寄主植物。在南亚该病毒的传播介体昆虫为本地烟粉虱隐种/生物型,在我国也存在相似隐种/生物型,但是入侵隐种MEAM1、MED在世界范围内的入侵扩散,已成为驱动番茄黄化曲叶病毒扩散与危害的重要介体昆虫,由此提出疑问:我国驱动该棉花曲叶病毒在华南地区流行危害的隐种是本地隐种,还是入侵隐种呢?对我国7省20市(县)在野外及花卉市场棉花、朱槿、黄秋葵、芙蓉锦葵科寄主植物上烟粉虱抽样调查表明,烟粉虱隐种种群结构由MEAM1、MED、AsiaⅡ7、AsiaⅡ1和AsiaⅠ组成。本团队前期研究,不仅用CLCuMuV及β卫星分子侵染克隆转染红麻、棉花等寄主植物,完成了CLCu MuV是棉花曲叶病病原的Koch法则;而且本地隐种AsiaⅡ7、AsiaⅡ1可传播病毒至黄秋葵、红麻并引起典型症状,证明AsiaⅡ7、AsiaⅡ1是可携带和有效传播CLCuMuV的介体昆虫;烟粉虱AsiaⅡ7饲毒48h后获取CLCuMuV及β卫星分子的数量显著高于两个入侵隐种(MEAM1、MED),更重要的是AsiaⅡ7是可传染CLCu MuV至棉花上的有效传播介体昆虫,目前尚未证明入侵隐种是有其有效介体。以上研究证明,除盆栽朱槿无性繁殖是其扩散危害的有效途径之一以外,在华南地区分布的本地隐种AsiaⅡ7是棉花曲叶病毒在我国广东、广西、云南、海南、福建朱槿上爆发成灾的主要原因之一。由此可知,本地隐种AsiaⅡ7是入侵病毒-CLCuMuV在华南地区广泛发生及危害的驱动力。在新疆等棉花主产区温室内的感病朱槿及有效传播介体的存在,将会对我国棉花生产带来潜在的风险。因此,应加强这些地区朱槿及有效介体带毒的监测,并扩大本地隐种传播病毒能力的鉴定。一是加强木尔坦棉花曲叶病毒及有效介体昆虫的检疫监测,二是加强锦葵科植物上介体昆虫的防控,减少传播机率,最终为预防棉花曲叶病向我国棉花主产区的扩散提供科学依据。

关键词：烟粉虱本地隐种入侵隐种木尔坦棉花曲叶病毒驱动作用

来源： cnki会议评论

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南宁市朱槿存在粉虱传双生病毒的侵染

南宁市朱槿存在粉虱传双生病毒的侵染

半胱氨酸蛋白酶正向调控CLCuMuV V2蛋白致病性的研究

中国植物病理学会2008年学术年会

作者：林林蔡健和蒙姣荣秦碧霞陈保善宋静静广西大学农学院

朱槿(Hibiscus rosa-sinensis Linn.),别名扶桑花、大红花、朱槿牡丹,属锦葵科,落叶(常绿)灌木或小乔木,是广西南宁市市花和中国—东盟博览会会徽标志。近期,我们在南宁市区绿化带的一些朱槿植株上观察到顶部叶片边缘向上卷曲、背部叶... 详细信息

朱槿(Hibiscus rosa-sinensis Linn.),别名扶桑花、大红花、朱槿牡丹,属锦葵科,落叶(常绿)灌木或小乔木,是广西南宁市市花和中国—东盟博览会会徽标志。近期,我们在南宁市区绿化带的一些朱槿植株上观察到顶部叶片边缘向上卷曲、背部叶脉突起、叶片变小、叶背耳状突起明显、整株叶片卷曲等症状,在植株上发现有烟粉虱,初步判断为双生病毒引起的病害,部分路段发病率高达 70%～85%。因此,采集了有典型曲叶症状的叶片进行病毒的 PCR 快速检测。利用根据双生病毒基因组 DNA-A 的基因间隔区和外壳蛋白基因保守序列设计的简并引物 PA(5’-TAATATTACCKGWKGVCCSC-3’)和引物 PB(5’-TGGACYTTRCAWGGBCCTTCACA-3’),以疑似病株的总 DNA 作为模板,扩增出一条约500bp 的特异片段,健康植株无此特异性条带。将其 PCR 产物克隆后进行序列测定,测序结果表明,所得特异片段序列与双生病毒科 (Geminiviridae)菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus)木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus, CLCuMV)各分离物序列同源性为96%～99%,其中与广东 CLCuMV-[G6]的序列同源性高达99%;与拉贾斯坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Rajasthan virus,CLCuRV)各分离物序列同源性为92%～ 94%。由此,推测南宁市朱槿病毒病的病原很可能是烟粉虱(Bemisia tabaci)传播的棉花曲叶病毒,病毒的 DNA-A 全基因组序列和寄主范围测定尚在进行当中。

关键词：朱槿菜豆金色花叶病毒属木尔坦棉花曲叶病毒

来源： cnki会议评论

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半胱氨酸蛋白酶正向调控CLCuMuV V2蛋白致病性的研究

作者：尚鹏祥福建农林大学

学位级别：硕士

木尔坦棉花曲叶病毒（Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMuV）具有β卫星分子伴随的典型单组分双生病毒,为棉花曲叶病的主要病原之一;其在自然环境条件下主要由烟粉虱（Bemisia tabaci）以持久循回方式传播。CLCuMuV最初是在巴基斯坦... 详细信息

木尔坦棉花曲叶病毒（Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMuV）具有β卫星分子伴随的典型单组分双生病毒,为棉花曲叶病的主要病原之一;其在自然环境条件下主要由烟粉虱（Bemisia tabaci）以持久循回方式传播。CLCuMuV最初是在巴基斯坦木尔坦地区发现的,通过烟粉虱传播到其他地区,给当地及世界其他棉花（Gossypium spp）产区带来严重经济损失。虽然以本氏烟（***）为模式CLCuMuV的侵染性克隆研究比较深入系统,但是其V2蛋白的功能调控不甚清晰。据报道,番茄黄化曲叶病毒（Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV）的V2可与木瓜蛋白酶样半胱氨酸蛋白酶（papain-like cysteine proteases,PLCPs）的一成员St CP14（即RD21-like）互作。PLCPs在植物先天性免疫中扮演重要作用,可诱发过敏性细胞死亡。在此,本论文选取本氏烟RD21-like的直系同源物NbCP14/NbCP15和V2为研究对象,主要结果如下:（1）通过酵母双杂、亚细胞定位分析证明CLCuMuV编码的V2蛋白主要与木瓜蛋白酶样半胱氨酸蛋白酶NbCP14体内和体外均存在互作;借助酵母双杂确定V2蛋白C端区（103～121 aa）与NbCP14蛋白的granulin结构域互作;并通过免疫共沉淀（Co IP）、亚细胞定位分析验证V2与NbCP15的互作。（2）NbCP14和NbCP15蛋白能在酸性条件下分别自切割激活成为m CP14和m CP15。NbCP14蛋白自切割后N端氨基酸序列为D-S-L-P-D-S,NbCP15蛋白自切割后N端氨基酸序列为D-S-L-P-D-A,前五个氨基酸序列一致。（3）在体外生理条件下,V2蛋白能抑制NbCP15蛋白自切割激活;m CP15蛋白在酸性条件下将V2蛋白切成分子量较小V2F蛋白,其N端切割位点在第二个氨基酸和第三个氨基酸之间。（4）通过遗传研究,由农杆菌介导V2-PVX及其V2-PVX/V2-PVX接种本氏烟,相较于野生型,突变体引起的症状大为减轻,说明其突变体的致病性基本被削弱,暗示半胱氨酸蛋白酶介导的切割是其致病性发挥所必需的。（5）构建CLCuMuV及其V2基因突变(△V2、V2、V2)的侵染性克隆,利用农杆菌浸润法接种本氏烟,CLCuMuV不会引起寄主坏死症状,通过免疫印迹杂交发现突变体V2蛋白表达量较低或检测不到。Southern blot分析表明突变体V2在系统叶中病毒DNA积累量相比野生型的骤减,突变体V2和V2提前终止在系统叶中检测不到病毒DNA积累。结果说明了V2蛋白对病毒复制侵染过程中起重要作用。综上,本研究表明本氏烟半胱氨酸蛋白酶NbCP14和NbCP15蛋白与CLCuMuV编码的V2蛋白互作;在生理条件下V2蛋白抑制NbCP15蛋白自切割激活;酸性条件下m CP15可以切割V2蛋白;V2蛋白是CLCuMuV侵染所必需的,而且其N端第三个氨基酸天冬氨酸（D3）对V2的致病性较为重要。本研究加深了我们对CLCuMuV致病认识,也为进一步明确半胱氨酸蛋白酶在植物免疫中的重要作用奠定了基础。

关键词：木尔坦棉花曲叶病毒 V2蛋白半胱氨酸蛋白酶

我国朱槿曲叶病毒病及其传播介体烟粉虱分布调查

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南方农业学报 2020年第11期51卷 2697-2705页

作者：陈婷汤亚飞何自福吕利华齐国君广东省农业科学院植物保护研究所/广东省植物保护新技术重点实验室广州510640

【目的】明确我国朱槿植株上木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMuV)引起的朱槿曲叶病发生情况及烟粉虱隐种种群组成,为朱槿曲叶病的早期监测及基于控制传播介体的病毒防控提供科学依据。【方法】2017年11月—2018... 详细信息

【目的】明确我国朱槿植株上木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan virus,CLCuMuV)引起的朱槿曲叶病发生情况及烟粉虱隐种种群组成,为朱槿曲叶病的早期监测及基于控制传播介体的病毒防控提供科学依据。【方法】2017年11月—2018年8月,从我国广东、广西、海南、云南、福建、新疆、内蒙、山东、浙江和四川等10省(区)32市(县)的城市绿化区域(公园、公路旁绿化区域)及花卉市场采集朱槿曲叶病疑似病株及健康朱槿植株叶片,运用PCR进行CLCuMuV检测,并利用mtCOⅠ基因序列对采自田间朱槿植株上的单头烟粉虱进行隐种鉴定及UPGMA聚类分析。【结果】我国广东、广西、海南、云南和福建5省(区)绿化朱槿被CLCuMuV侵染发病的比率较高,平均为44.43%~81.95%,高于新疆(4.39%)和内蒙古(0.63%)的发病率,而山东、浙江和四川的朱槿植株暂未发现CLCuMuV感染。在大部分采样点,烟粉虱种群密度较低,除内蒙古的平均虫株率为15.00%外,其他省(区)的平均虫株率均低于5.00%。对采集的烟粉虱隐种鉴定结果表明,烟粉虱种群包括MEAM1、MED、AsiaⅡ7、AsiaⅡ1和AsiaⅠ等5个隐种,其中AsiaⅡ7和MEAM1为优势种群,所占比例分别为44.7%和32.5%。【结论】目前我国南方地区朱槿曲叶病发病率较高,其传毒介体烟粉虱AsiaⅡ7和MEAM1为优势种群。随着朱槿盆栽花卉贸易及苗木跨区调运,CLCuMuV有向内地逐渐扩散的趋势,应采取相应措施提早防范木尔坦棉花曲叶病毒在我国棉区发生流行。

关键词：朱槿木尔坦棉花曲叶病毒烟粉虱发生分布

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环境昆虫学报第38卷2016年总目次

环境昆虫学报 2016年第6期 1293-1304页