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寧夏馬鈴薯Y病毒(PVY)外殼蛋白基因分子變異分析

2015-01-20 18:14:55陳曉軍樊云芳王敬東
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年22期

陳曉軍 樊云芳 王敬東 等

摘要:馬鈴薯(Solanum tuberosum)Y病毒(Potato virus Y, PVY)是危害我國(guó)馬鈴薯的主要病毒之一。利用馬鈴薯Y病毒通用ELISA試劑盒確定所攜帶Y病毒的試驗(yàn)材料,設(shè)計(jì)了特異性引物通過(guò)反轉(zhuǎn)錄PCR獲得PVY CP基因序列,通過(guò)克隆PVY衣殼蛋白基因(Coat protein, CP)序列分析其進(jìn)化與變異類(lèi)型。結(jié)果表明,分離得到11株病毒,依據(jù)其CP序列特性分為4類(lèi);寧夏地區(qū)主要流行的病毒類(lèi)型為PVYO進(jìn)化分枝,同時(shí)也可能出現(xiàn)了具有高致病性的PVYNTN新株系,占到被檢出病毒分離株的9.1%。結(jié)果揭示了寧夏地區(qū)PVY的進(jìn)化與變異類(lèi)型,有助于針對(duì)性地防控PVY。

關(guān)鍵詞:馬鈴薯(Solanum tuberosum);馬鈴薯Y病毒;分子變異

中圖分類(lèi)號(hào):S532 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2014)22-5558-04

馬鈴薯(Solanum tuberosum)Y病毒(Potato virus Y, PVY)在世界各地均有報(bào)道,其能侵染34個(gè)屬170余種植物,但主要以茄科作物為主[1]。PVY是危害我國(guó)馬鈴薯的主要病毒之一[2]。PVY包括3個(gè)株系組:馬鈴薯Y病毒普通株系組(PVYO)、馬鈴薯點(diǎn)條斑株系(PVYc)、馬鈴薯Y病毒褐脈株系(PVYN)[3]。PVY染病植株25 ℃時(shí)其體內(nèi)病毒濃度最高,有利于該病的發(fā)生;30 ℃時(shí)染病植株體內(nèi)病毒濃度最低,表現(xiàn)為隱癥。PVYO和PVYC初期感染癥狀主要是葉片壞死和斑駁;PVYN則導(dǎo)致不同程度的花葉。PVYO和PVYC繼發(fā)侵染的植株表現(xiàn)出矮化、皺縮、斑駁和卷曲等癥狀;而PVYN感染植株通常為花葉和斑駁,當(dāng)溫度低于10 ℃和高于25 ℃時(shí),不表現(xiàn)花葉癥狀。PVY通常不引發(fā)塊莖病癥,但近年來(lái)在歐洲出現(xiàn)PVYN中的一個(gè)株系PVYNTN,PVYNTN株系具有PVYN株系的血清型,在煙草和馬鈴薯地上部分引起的癥狀與PVYN株系相似。同時(shí)PVYNTN株系還可引起馬鈴薯塊莖壞死、環(huán)斑病,在塊莖的內(nèi)部或外部引起環(huán)狀、弧狀壞死斑,嚴(yán)重影響馬鈴薯的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。

血清學(xué)方法最常用于PVY株系的鑒定,但單純的血清學(xué)關(guān)系已被證明不完全可靠,因?yàn)樵S多病毒編碼的蛋白質(zhì)都有高度保守的區(qū)域,即使親緣關(guān)系很遠(yuǎn)的病毒在這些保守區(qū)域序列也可能相近,導(dǎo)致血清學(xué)反應(yīng)難以區(qū)分。近年來(lái),隨著基因測(cè)序技術(shù)的成熟,大量病毒衣殼蛋白(Coating Protein,CP)基因的序列被測(cè)定,而且測(cè)定了不少病毒的全序列。CP基因序列分析在一定程度上對(duì)闡明PVY分類(lèi)具有一定的參考作用[4,5]。

RNA植物病毒的遺傳多樣性主要由突變、重組、重排等因素造成[6-8],以快速適應(yīng)多變的生存環(huán)境。PVY突變頻率較高、重組頻繁,造成遺傳多樣性變化很大,因此能在不同寄主和不同環(huán)境中生存與傳播。研究病毒變異和進(jìn)化有助于了解病毒的起源、進(jìn)化機(jī)制、分類(lèi)關(guān)系和種群遺傳結(jié)構(gòu)的形成。本研究對(duì)寧夏地區(qū)流行的馬鈴薯Y病毒CP基因進(jìn)行測(cè)序,研究其分子變異,有助于掌握該病毒的變異類(lèi)型與流行區(qū)域,從而更為有效地防控該病毒的大面積流行。

1 材料與方法

1.1 材料

2011年,在寧夏固原農(nóng)業(yè)推廣總站馬鈴薯種質(zhì)資源圃中,收集195份疑似攜帶馬鈴薯Y病毒樣本。該資源圃中種植了目前全區(qū)大多數(shù)主栽馬鈴薯品種,選擇有病理癥狀明顯,從植株的頂部、中部和底部各取一片葉子合在一起,帶回實(shí)驗(yàn)室-70 ℃低溫保存。

1.2 試劑

馬鈴薯Y病毒通用ELISA試劑盒購(gòu)于安德珍生物公司;SV Total RNA Isolation System RNA提取試盒、mProm-II Reverse Transcriptase RNA反轉(zhuǎn)錄試劑盒、Wizard SV Gel and PCR Clean-up System離心柱型瓊脂糖凝膠DNA回收試劑盒購(gòu)于Promega公司;Taq DNA聚合酶、DNA Marker DL2000 plus購(gòu)于天根生化科技(北京)有限公司;引物由北京奧科鼎盛生物科技有限公司合成;其他化學(xué)試劑均為分析純。

1.3 方法

1.3.1 馬鈴薯Y的鑒定 稱(chēng)取0.10~0.15 g馬鈴薯病葉樣品放置于樣品袋中,并標(biāo)記;然后向樣品袋中加入1.0~1.5 mL試劑盒提取緩沖液,將樣品充分研磨;將樣品袋中的溶液轉(zhuǎn)移到1.5 mL的離心管中,4 000 r/min離心3 min,取上清液備用。按試劑盒說(shuō)明進(jìn)行雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附(DAS-ELISA)鑒定馬鈴薯病葉樣品,在典型陽(yáng)性植株中根據(jù)顯色吸光度由高到低選取11株備用。

1.3.2 馬鈴薯總RNA的提取 采用SV Total RNA Isolation System試劑盒提取樣品總RNA,然后保存于-70 ℃超低溫冰箱備用。

1.3.3 引物設(shè)計(jì) 從GenBank中獲得PVY CP基因核苷酸序列(HQ631374.1、AY601680.1、HM036202.1),并利用BLAST和Clustal軟件進(jìn)行保守性分析,上游引物序列PVY_CPF:5′-GGAAATGACACAATCGATGCAGG-3′和下游引物序列PVY_CPR:5′-CATGTTCTTGACTCCAAGTAGAG-3′。

1.3.4 RT-PCR擴(kuò)增PVY CP基因 取2 μg馬鈴薯總RNA,以O(shè)ligo dT為引物,進(jìn)行總cDNA反轉(zhuǎn)錄。以PVY_CPF、PVY_CPR為引物,cDNA反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為模板PCR擴(kuò)增PVY CP基因。PCR反應(yīng)體系為25 μL,包含10× PCR Buffer 2.5 μL,dNTPs 1.5 μL,上、下游引物(10 μmol/μL)各1 μL,Pfu高保真聚合酶(5 U/μL)1 μL,總cDNA模版(1 μg/μL)1 μL,補(bǔ)ddH2O至25 μL。PCR反應(yīng)程序?yàn)?4 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,50 ℃退火40 s,72 ℃延伸50 s,共30個(gè)循環(huán);72 ℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物以1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),并送天根生化科技(北京)有限公司進(jìn)行測(cè)序。endprint

1.3.5 PVY CP基因序列分析 對(duì)PVY CP基因序列進(jìn)行BLAST比對(duì),DNAMAN7.0進(jìn)行生物信息學(xué)分析。進(jìn)化樹(shù)采用MEGA軟件繪制,計(jì)算方法采用Neighbor-joining方法[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 PVY陽(yáng)性植株的鑒定

經(jīng)PVY通用ELISA試劑盒鑒定的陽(yáng)性植株分別編號(hào)為PVY14,PVY24,PVY29,PVY31,PVY35,PVY36,PVY47,PVY58,PVY59,PVY60,PVY63。

2.2 PVY CP基因的克隆

利用RNA提取試劑盒提取陽(yáng)性馬鈴薯植株葉片總RNA電泳結(jié)果見(jiàn)圖1,泳道1、2均為PVY陽(yáng)性植株。以PVY_CPF、PVY_CPR為引物,以反轉(zhuǎn)錄為模板進(jìn)行PVY CP基因的RT-PCR擴(kuò)增,結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知,11個(gè)樣品擴(kuò)增出了801 bp的目標(biāo)片段,與預(yù)期大小一致,表明成功擴(kuò)增出了CP基因。

2.3 PVY CP基因的生物信息學(xué)分析

11個(gè)樣品PVY分離株 CP基因的序列與GenBank 上已公布的PVY 不同分離株CP基因序列核苷酸序列同源性均在89.5%以上(表1)。其中,PVY59、PVY63與PVYNTN-NW株系的一致性達(dá)99.4%。根據(jù)Potyvirus 病毒劃分種的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)CP基因的核苷酸序列一致性高于76%時(shí),應(yīng)歸為同一個(gè)種。因此,11個(gè)分離株應(yīng)為PVY分離株。

11個(gè)分離株中其核苷酸序列一致性為98.82%,共計(jì)57個(gè)位置堿基發(fā)生了變化,且多為同義突變即編碼的氨基酸序列沒(méi)有發(fā)生變化,編碼267個(gè)氨基酸序列,造成16個(gè)氨基酸序列存在變異(圖3)。

該地區(qū)PVY的親緣關(guān)系見(jiàn)圖4。由圖4可知,11個(gè)分離株可分為4類(lèi)。第一類(lèi)PVY29、PVY31、PVY58、PVY24、PVY47、PVY36屬于PVYN:O株系,與高芳鑾等[10]鑒定的14個(gè)不同省份PVY分離株(圖4中藍(lán)色框標(biāo)識(shí)部分)聚類(lèi)到一起,但是明顯具有一定的區(qū)域性。這說(shuō)明在本地區(qū)馬鈴薯長(zhǎng)期種植過(guò)程中,PVY病毒進(jìn)化有別于其他省份分離得到的病毒株系,發(fā)展成為較新的一類(lèi)型。第二類(lèi)PVY14、PVY59、PVY63屬于PVYNTN-NW株系,與第一類(lèi)同屬于PVY O型這一進(jìn)化分枝;第三類(lèi)PVY60,介于PVY O型化分枝和C型化分枝之間。第四類(lèi)PVY35,與本次分離得到的其他株系關(guān)系較遠(yuǎn),同源性?xún)H為93%,因此,將此分離株CP基因序列注冊(cè)GenBank,登入號(hào)為JN635310.1,與PVYNTN株系親緣關(guān)系較近,可能是一種新的PVYNTN株系變種。

2.4 寧夏地區(qū)PVY類(lèi)型分析

在核苷酸水平根據(jù)PVY CP基因第50位和86位核苷酸是A與否,可將PVY35分離株確定為PVYN型或PVYNTN型,其余分離株為PVYo型[2]。在蛋白質(zhì)水平,根據(jù)PVY CP蛋白第98和99位氨基酸為QL大多屬于PVYNTN型,為RM大多屬于PVYo[11]。分離株P(guān)VY35可能為PVYNTN型,其余分離株屬于PVY O型進(jìn)化分枝。據(jù)此,推測(cè)寧夏地區(qū)主要流行的病毒類(lèi)型為PVY O型進(jìn)化分枝,分屬于PVYNTN、PVYNTN-NW和PVYO 3種病毒類(lèi)型,占調(diào)查總數(shù)的90.9%(10/11),但是也可能出現(xiàn)了具有高致病性的PVYNTN新株系,占調(diào)查總數(shù)的9.1%(1/11)。

3 小結(jié)與討論

PVY不同株系間可能具有相同的血清型或生物學(xué)特性,單獨(dú)利用免疫學(xué)技術(shù)和接種鑒別寄主等方法均無(wú)法對(duì)各株系進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定。以PCR為主要手段的分子檢測(cè)能很核苷酸水平準(zhǔn)確檢測(cè)其基因型,這對(duì)快速掌握和防控PVY流行趨勢(shì)具有一定的指導(dǎo)意義。本研究設(shè)計(jì)的引物為擴(kuò)增PVY CP基因全長(zhǎng)序列,其能提供更多的分型位點(diǎn),在一定程度上彌補(bǔ)了血清學(xué)檢測(cè)的不足。通過(guò)PVY通用型ELSIA試劑盒對(duì)寧夏地區(qū)馬鈴薯疑似病株進(jìn)行檢測(cè),共檢測(cè)出11株P(guān)VY分離株,對(duì)這些病毒的衣殼蛋白基因進(jìn)行測(cè)序,可以劃分為4個(gè)類(lèi)型;寧夏地區(qū)主要流行的病毒類(lèi)型為PVYo,但也可能出現(xiàn)了具有高致病性的PVYNTN新株系,占到被檢出病毒的9.1%。

近20年來(lái),很多人在全球范圍研究PVY在馬鈴薯中的傳播和重組。在歐洲,PVYNTN和PVYN-Wi型已經(jīng)替代了PVYO和PVYN;在美國(guó)和加拿大,PVYO仍然是主要流行病型,PVYN較少,但是重組型有增長(zhǎng)的趨勢(shì)并偶有分布。高芳鑾等[10]對(duì)中國(guó)PVY病毒進(jìn)行了CP基因變異研究,但沒(méi)有寧夏地區(qū)病株材料。本研究中,在寧夏地區(qū)195份疑似病株中僅檢測(cè)出PVY病毒11株,僅占整個(gè)檢測(cè)材料的5.64%,這個(gè)原因可能是由于多病毒復(fù)合感染,造成類(lèi)似表型。

參考文獻(xiàn):

[1] 張 帥.我國(guó)主要煙區(qū)PVY株系分化研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院,2010.

[2] 楊慶東,吳興泉,陳士華,等.PVY株系間的分子變異及分子鑒定方法[J].中國(guó)馬鈴薯,2011,25(3):166-169.

[3] 劉金亮,四種馬鈴薯Y病毒屬病毒的分子變異及HC-Pro結(jié)構(gòu)對(duì)抑制RNA沉默的影響[D],山東泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2007.

[4] 江 彤,陳 偉.來(lái)自安徽不同寄主PVY分離物的血清學(xué)鑒定及其cp基因分子進(jìn)化分析[J].植物病理學(xué)報(bào),2009,39(5): 540-543.

[5] 李向東,李懷方,范在豐.馬鈴薯Y病毒屬病毒的分子生物學(xué)研究進(jìn)展[J].微生物學(xué)通報(bào),1999(4):283-285.

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[9] TAMURA K, PETERSON D, PETERSON N, et al. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods[J]. Molecular Biology and Evolution, 2011, 28(10): 2731-2739.

[10] 高芳鑾,沈建國(guó),史鳳陽(yáng),等. 中國(guó)馬鈴薯Y病毒的檢測(cè)鑒定及CP基因的分子變異[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,46(15): 3125-3133.

[11] KARASEV,A V,HU X,BROWN C,et al. Genetic diversity of the ordinary strain of potato virus Y(PVY) and origin of recombinant PVY strains[J]. Phytopathology,2011,101(7):778-785.

(責(zé)任編輯 屠 晶)endprint

1.3.5 PVY CP基因序列分析 對(duì)PVY CP基因序列進(jìn)行BLAST比對(duì),DNAMAN7.0進(jìn)行生物信息學(xué)分析。進(jìn)化樹(shù)采用MEGA軟件繪制,計(jì)算方法采用Neighbor-joining方法[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 PVY陽(yáng)性植株的鑒定

經(jīng)PVY通用ELISA試劑盒鑒定的陽(yáng)性植株分別編號(hào)為PVY14,PVY24,PVY29,PVY31,PVY35,PVY36,PVY47,PVY58,PVY59,PVY60,PVY63。

2.2 PVY CP基因的克隆

利用RNA提取試劑盒提取陽(yáng)性馬鈴薯植株葉片總RNA電泳結(jié)果見(jiàn)圖1,泳道1、2均為PVY陽(yáng)性植株。以PVY_CPF、PVY_CPR為引物,以反轉(zhuǎn)錄為模板進(jìn)行PVY CP基因的RT-PCR擴(kuò)增,結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知,11個(gè)樣品擴(kuò)增出了801 bp的目標(biāo)片段,與預(yù)期大小一致,表明成功擴(kuò)增出了CP基因。

2.3 PVY CP基因的生物信息學(xué)分析

11個(gè)樣品PVY分離株 CP基因的序列與GenBank 上已公布的PVY 不同分離株CP基因序列核苷酸序列同源性均在89.5%以上(表1)。其中,PVY59、PVY63與PVYNTN-NW株系的一致性達(dá)99.4%。根據(jù)Potyvirus 病毒劃分種的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)CP基因的核苷酸序列一致性高于76%時(shí),應(yīng)歸為同一個(gè)種。因此,11個(gè)分離株應(yīng)為PVY分離株。

11個(gè)分離株中其核苷酸序列一致性為98.82%,共計(jì)57個(gè)位置堿基發(fā)生了變化,且多為同義突變即編碼的氨基酸序列沒(méi)有發(fā)生變化,編碼267個(gè)氨基酸序列,造成16個(gè)氨基酸序列存在變異(圖3)。

該地區(qū)PVY的親緣關(guān)系見(jiàn)圖4。由圖4可知,11個(gè)分離株可分為4類(lèi)。第一類(lèi)PVY29、PVY31、PVY58、PVY24、PVY47、PVY36屬于PVYN:O株系,與高芳鑾等[10]鑒定的14個(gè)不同省份PVY分離株(圖4中藍(lán)色框標(biāo)識(shí)部分)聚類(lèi)到一起,但是明顯具有一定的區(qū)域性。這說(shuō)明在本地區(qū)馬鈴薯長(zhǎng)期種植過(guò)程中,PVY病毒進(jìn)化有別于其他省份分離得到的病毒株系,發(fā)展成為較新的一類(lèi)型。第二類(lèi)PVY14、PVY59、PVY63屬于PVYNTN-NW株系,與第一類(lèi)同屬于PVY O型這一進(jìn)化分枝;第三類(lèi)PVY60,介于PVY O型化分枝和C型化分枝之間。第四類(lèi)PVY35,與本次分離得到的其他株系關(guān)系較遠(yuǎn),同源性?xún)H為93%,因此,將此分離株CP基因序列注冊(cè)GenBank,登入號(hào)為JN635310.1,與PVYNTN株系親緣關(guān)系較近,可能是一種新的PVYNTN株系變種。

2.4 寧夏地區(qū)PVY類(lèi)型分析

在核苷酸水平根據(jù)PVY CP基因第50位和86位核苷酸是A與否,可將PVY35分離株確定為PVYN型或PVYNTN型,其余分離株為PVYo型[2]。在蛋白質(zhì)水平,根據(jù)PVY CP蛋白第98和99位氨基酸為QL大多屬于PVYNTN型,為RM大多屬于PVYo[11]。分離株P(guān)VY35可能為PVYNTN型,其余分離株屬于PVY O型進(jìn)化分枝。據(jù)此,推測(cè)寧夏地區(qū)主要流行的病毒類(lèi)型為PVY O型進(jìn)化分枝,分屬于PVYNTN、PVYNTN-NW和PVYO 3種病毒類(lèi)型,占調(diào)查總數(shù)的90.9%(10/11),但是也可能出現(xiàn)了具有高致病性的PVYNTN新株系,占調(diào)查總數(shù)的9.1%(1/11)。

3 小結(jié)與討論

PVY不同株系間可能具有相同的血清型或生物學(xué)特性,單獨(dú)利用免疫學(xué)技術(shù)和接種鑒別寄主等方法均無(wú)法對(duì)各株系進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定。以PCR為主要手段的分子檢測(cè)能很核苷酸水平準(zhǔn)確檢測(cè)其基因型,這對(duì)快速掌握和防控PVY流行趨勢(shì)具有一定的指導(dǎo)意義。本研究設(shè)計(jì)的引物為擴(kuò)增PVY CP基因全長(zhǎng)序列,其能提供更多的分型位點(diǎn),在一定程度上彌補(bǔ)了血清學(xué)檢測(cè)的不足。通過(guò)PVY通用型ELSIA試劑盒對(duì)寧夏地區(qū)馬鈴薯疑似病株進(jìn)行檢測(cè),共檢測(cè)出11株P(guān)VY分離株,對(duì)這些病毒的衣殼蛋白基因進(jìn)行測(cè)序,可以劃分為4個(gè)類(lèi)型;寧夏地區(qū)主要流行的病毒類(lèi)型為PVYo,但也可能出現(xiàn)了具有高致病性的PVYNTN新株系,占到被檢出病毒的9.1%。

近20年來(lái),很多人在全球范圍研究PVY在馬鈴薯中的傳播和重組。在歐洲,PVYNTN和PVYN-Wi型已經(jīng)替代了PVYO和PVYN;在美國(guó)和加拿大,PVYO仍然是主要流行病型,PVYN較少,但是重組型有增長(zhǎng)的趨勢(shì)并偶有分布。高芳鑾等[10]對(duì)中國(guó)PVY病毒進(jìn)行了CP基因變異研究,但沒(méi)有寧夏地區(qū)病株材料。本研究中,在寧夏地區(qū)195份疑似病株中僅檢測(cè)出PVY病毒11株,僅占整個(gè)檢測(cè)材料的5.64%,這個(gè)原因可能是由于多病毒復(fù)合感染,造成類(lèi)似表型。

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1.3.5 PVY CP基因序列分析 對(duì)PVY CP基因序列進(jìn)行BLAST比對(duì),DNAMAN7.0進(jìn)行生物信息學(xué)分析。進(jìn)化樹(shù)采用MEGA軟件繪制,計(jì)算方法采用Neighbor-joining方法[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 PVY陽(yáng)性植株的鑒定

經(jīng)PVY通用ELISA試劑盒鑒定的陽(yáng)性植株分別編號(hào)為PVY14,PVY24,PVY29,PVY31,PVY35,PVY36,PVY47,PVY58,PVY59,PVY60,PVY63。

2.2 PVY CP基因的克隆

利用RNA提取試劑盒提取陽(yáng)性馬鈴薯植株葉片總RNA電泳結(jié)果見(jiàn)圖1,泳道1、2均為PVY陽(yáng)性植株。以PVY_CPF、PVY_CPR為引物,以反轉(zhuǎn)錄為模板進(jìn)行PVY CP基因的RT-PCR擴(kuò)增,結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知,11個(gè)樣品擴(kuò)增出了801 bp的目標(biāo)片段,與預(yù)期大小一致,表明成功擴(kuò)增出了CP基因。

2.3 PVY CP基因的生物信息學(xué)分析

11個(gè)樣品PVY分離株 CP基因的序列與GenBank 上已公布的PVY 不同分離株CP基因序列核苷酸序列同源性均在89.5%以上(表1)。其中,PVY59、PVY63與PVYNTN-NW株系的一致性達(dá)99.4%。根據(jù)Potyvirus 病毒劃分種的標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)CP基因的核苷酸序列一致性高于76%時(shí),應(yīng)歸為同一個(gè)種。因此,11個(gè)分離株應(yīng)為PVY分離株。

11個(gè)分離株中其核苷酸序列一致性為98.82%,共計(jì)57個(gè)位置堿基發(fā)生了變化,且多為同義突變即編碼的氨基酸序列沒(méi)有發(fā)生變化,編碼267個(gè)氨基酸序列,造成16個(gè)氨基酸序列存在變異(圖3)。

該地區(qū)PVY的親緣關(guān)系見(jiàn)圖4。由圖4可知,11個(gè)分離株可分為4類(lèi)。第一類(lèi)PVY29、PVY31、PVY58、PVY24、PVY47、PVY36屬于PVYN:O株系,與高芳鑾等[10]鑒定的14個(gè)不同省份PVY分離株(圖4中藍(lán)色框標(biāo)識(shí)部分)聚類(lèi)到一起,但是明顯具有一定的區(qū)域性。這說(shuō)明在本地區(qū)馬鈴薯長(zhǎng)期種植過(guò)程中,PVY病毒進(jìn)化有別于其他省份分離得到的病毒株系,發(fā)展成為較新的一類(lèi)型。第二類(lèi)PVY14、PVY59、PVY63屬于PVYNTN-NW株系,與第一類(lèi)同屬于PVY O型這一進(jìn)化分枝;第三類(lèi)PVY60,介于PVY O型化分枝和C型化分枝之間。第四類(lèi)PVY35,與本次分離得到的其他株系關(guān)系較遠(yuǎn),同源性?xún)H為93%,因此,將此分離株CP基因序列注冊(cè)GenBank,登入號(hào)為JN635310.1,與PVYNTN株系親緣關(guān)系較近,可能是一種新的PVYNTN株系變種。

2.4 寧夏地區(qū)PVY類(lèi)型分析

在核苷酸水平根據(jù)PVY CP基因第50位和86位核苷酸是A與否,可將PVY35分離株確定為PVYN型或PVYNTN型,其余分離株為PVYo型[2]。在蛋白質(zhì)水平,根據(jù)PVY CP蛋白第98和99位氨基酸為QL大多屬于PVYNTN型,為RM大多屬于PVYo[11]。分離株P(guān)VY35可能為PVYNTN型,其余分離株屬于PVY O型進(jìn)化分枝。據(jù)此,推測(cè)寧夏地區(qū)主要流行的病毒類(lèi)型為PVY O型進(jìn)化分枝,分屬于PVYNTN、PVYNTN-NW和PVYO 3種病毒類(lèi)型,占調(diào)查總數(shù)的90.9%(10/11),但是也可能出現(xiàn)了具有高致病性的PVYNTN新株系,占調(diào)查總數(shù)的9.1%(1/11)。

3 小結(jié)與討論

PVY不同株系間可能具有相同的血清型或生物學(xué)特性,單獨(dú)利用免疫學(xué)技術(shù)和接種鑒別寄主等方法均無(wú)法對(duì)各株系進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定。以PCR為主要手段的分子檢測(cè)能很核苷酸水平準(zhǔn)確檢測(cè)其基因型,這對(duì)快速掌握和防控PVY流行趨勢(shì)具有一定的指導(dǎo)意義。本研究設(shè)計(jì)的引物為擴(kuò)增PVY CP基因全長(zhǎng)序列,其能提供更多的分型位點(diǎn),在一定程度上彌補(bǔ)了血清學(xué)檢測(cè)的不足。通過(guò)PVY通用型ELSIA試劑盒對(duì)寧夏地區(qū)馬鈴薯疑似病株進(jìn)行檢測(cè),共檢測(cè)出11株P(guān)VY分離株,對(duì)這些病毒的衣殼蛋白基因進(jìn)行測(cè)序,可以劃分為4個(gè)類(lèi)型;寧夏地區(qū)主要流行的病毒類(lèi)型為PVYo,但也可能出現(xiàn)了具有高致病性的PVYNTN新株系,占到被檢出病毒的9.1%。

近20年來(lái),很多人在全球范圍研究PVY在馬鈴薯中的傳播和重組。在歐洲,PVYNTN和PVYN-Wi型已經(jīng)替代了PVYO和PVYN;在美國(guó)和加拿大,PVYO仍然是主要流行病型,PVYN較少,但是重組型有增長(zhǎng)的趨勢(shì)并偶有分布。高芳鑾等[10]對(duì)中國(guó)PVY病毒進(jìn)行了CP基因變異研究,但沒(méi)有寧夏地區(qū)病株材料。本研究中,在寧夏地區(qū)195份疑似病株中僅檢測(cè)出PVY病毒11株,僅占整個(gè)檢測(cè)材料的5.64%,這個(gè)原因可能是由于多病毒復(fù)合感染,造成類(lèi)似表型。

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