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高通量测序鉴定西瓜新病毒

高通量测序鉴定西瓜新病毒

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作者：辛敏中国农业科学院

学位级别：硕士

西瓜是世界上重要的水果作物之一,而病毒病害的普遍发生严重影响其产量和品质,目前国内外有关西瓜新病毒的研究比较少。本研究对2015-2016年间采自于河南省开封市瓜田呈现典型病毒病症状的标样进行高通量测序,通过序列拼接和比对共鉴定... 详细信息

西瓜是世界上重要的水果作物之一,而病毒病害的普遍发生严重影响其产量和品质,目前国内外有关西瓜新病毒的研究比较少。本研究对2015-2016年间采自于河南省开封市瓜田呈现典型病毒病症状的标样进行高通量测序,通过序列拼接和比对共鉴定出8种西瓜病毒,分别为5种已知病毒:西瓜花叶病毒(Watermelon mosaic virus,WMV),小西葫芦黄花叶病毒(Zucchini yellow mosaic virus,ZYMV),甜瓜蚜传黄化病毒(Melon aphid-borne yellows virus,MABYV)黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)以及1种国内未报道过的西瓜隐潜病毒(Citrullus lanatus cryptic virus,CiLCV);3种未知RNA病毒,分别暂命名为:西瓜皱叶病毒1号(Watermelon crinkle leaf virus 1,WCLV-1),西瓜皱叶病毒2号(Watermelon crinkle leaf virus2,WCLV-2)和西瓜病毒A(Watermelon virus A,WVA)。本文对上述3种未知病毒和CiLCV的生物学和分子生物学特性进行了研究。WCLV-1和WCLV-2具有相似的基因组结构,即均为三分体负单链RNA病毒,三条链分别为6.8,1.4和1.3 kb,均在负义链编码一个开放阅读框(Open reading frame,ORF),而且这两种病毒呈现较高的相似性并在进化树中形成同一个分枝。此外,对其3条RNA链编码的氨基酸序列进行分析,结果表明RNA1和RNA3与白蛉病毒属(Phlebovirus)和纤细病毒属(Tenuivirus)的成员相似,而RNA2则与蛇形病毒属(Ophiovirus)病毒相似。此外,发病叶片的粗汁液经负染后,在透射电镜下可以观察到与蛇形病毒属和纤细病毒属病毒类似的丝状病毒粒体。WCLV-1可以通过摩擦接种的方式侵染自然寄主西瓜植株。综合上述结果,我们提出WCLV-1和WCLV-2应为布尼亚病毒目(Bunyavirales)的一个新属,暂定属名为Wacrlevirus。WVA为正单链RNA病毒,基因组全长为8,372 nt,包含4个ORFs,分别编码复制相关的多聚蛋白(Replication-associated polyprotein,RP),运动蛋白(Movement protein,MP),假定蛋白和外壳蛋白(Coat protein,CP)。RP和CP的进化树分析显示,WVA与乙型线状病毒科(Betaflexiviridae)的成员聚为一簇,但形成独立的分枝。不同于已知的该科病毒的基因组结构,WVA编码的MP和CP之间还存在一个功能未知的假定蛋白。因此,我们建议WVA为乙型线状病毒科一个新属的成员。首次在以色列报道的CiLCV为双链RNA病毒,本研究首次完成了其基因组全序列的测定,其中编码依赖于RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)的dsRNA-1为1,603 nt,编码外壳蛋白(CP)的dsRNA-2为1,466 nt。RdRp氨基酸序列相似性比较和进化树分析均表明,CiLCV为双分病毒科(Partitiviridae)丁型双分病毒属(Deltapartitivirus)的成员。田间调查和生物学测定表明,很多西瓜品种均有该病毒的存在,并以较高的效率由种子传播到后代幼苗,但不引起任何可见症状。本研究开展了河南省开封市及其附近地区西瓜病毒病的调查与研究,明确了病毒种类,为制定有效的综合防治策略提供了重要的理论依据。

关键词：西瓜高通量测序负单链RNA病毒西瓜病毒A 西瓜隐潜病毒

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