基于CP基因的中国云南省烟草TMV群体遗传多样性分析

为探明云南烟草上烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)的群体遗传多样性特征,本研究使用TMV外壳蛋白(coat protein,CP)基因的特异性引物对采自云南各烟区的疑似烟草花叶病样品进行检测,通过克隆测序获得138个TMV CP基因序列,对其进行了一致性比对,及系统发育、错配分布、遗传变异、群体多样性等分析。变异分析显示,138条CP基因序列共有变异位点数122个,占总位点数的25.42%,变异类型只有核苷酸替换,核酸多样性为0.018,单倍型多样性为0.970;一致性比对结果显示,138条序列的核苷酸和氨基酸序列一致性均为96%~100%;重组分析未检测到重组信号;对来自云南烟草,NCBI上其他地区烟草及云南地区其他寄主的TMV分离物的CP基因进行系统发育分析,结果显示,所有TMV分离物在进化上可分为4个组,本试验获得的分离物分布在1、2、3组,其中只有来源昭通地区的分离物倾向于聚成簇,表明云南烟草TMV分离物的适应性进化受地理适应性所驱动,与寄主适应性基本无关;错配分布分析显示,云南烟草TMV群体呈多峰分布,表明该群体近期未经历群体扩张事件;群体间遗传分化分析结果表明,除昭通和曲靖烟草TMV群体与其他TMV群体之间很容易发生遗传漂变促使群体发生遗传分化外,其余大部分TMV群体之间的基因流都可以抵制遗传漂变。本研究首次报道了云南各烟区TMV分离物群体遗传变异情况,研究结果可为TMV的抗病育种和制定更为有效的防治策略提供重要参考。

基于CP基因的云南烟草花叶病毒RT-LAMP快速检测体系的构建

为快速检测云南烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV),本研究根据来自云南烟草TMV分离物的外壳蛋白(CP)基因保守核苷酸序列,设计了5组引物进行筛选,并采用单一变量法对反应的温度、时间、甜菜碱浓度、dNTPs浓度、Mg2+浓度及内、外引物浓度比等进行逐一优化,建立了云南烟草TMV逆转录环介导等温扩增(RT-LAMP)检测体系。结果表明,最佳引物组为第4组,最适反应温度为60℃,甜菜碱、dNTPs、Mg^(2+)的最佳反应浓度分别为0.6、0.4、2.0 mmol/L,最佳内、外引物浓度比为4∶1,最佳反应时间40 min。优化后的RT-LAMP经SYBR Green I染色可肉眼判断结果,特异性高,灵敏度是常规RT-PCR的10倍。RT-LAMP检测体系的建立为云南烟草TMV的检测提供了一种便捷、高效、可靠的方法。

山西草莓斑驳病毒cp基因克隆及遗传多样性分析

旨在研究草莓斑驳病毒(SMoV)在山西省的分布、结构变异及遗传多样性。从山西省7个主要草莓种植区随机采取159份草莓叶片进行RT-PCR病毒检测,结合在线数据库,使用MEGA5构建系统发育树,采用SDTv 1.2软件进行序列相似性分析,运用DnaSP v5.10软件分析cp基因的遗传多样性,采用RDP v.4.31软件检测SMoV中的重组事件。RT-PCR检测后发现,从山西省各地区收集的159份草莓叶片中有65份样品呈阳性,检出率为38.46%。这些阳性样品经过分离、测序、克隆,获得16个SMoV分离物。结合在线的19个SMoV分离物系统进化树分析显示,35个SMoV分离物被分成两组,组1包含28个分离物,均来自中国;组2包含7个分离物,分别来自加拿大、日本和美国。经选择压分析和中性检验,组1和组2 SMoV分离物之间存在显著的遗传差异,且中性检验均为负值,SMoV种群呈扩张状态。序列相似性分析表明,35株分离物的核苷酸同一性为81.34%~100%,氨基酸的一致性为94.77%~100%,呈现出较高的相似性。可见:SMoV存在较高的遗传变异,负选择压力可能是导致SMoV遗传多样性的原因。

无花果病毒CP基因克隆及遗传多样性分析

无花果花叶病毒(Fig mosaic virus,FMV)是一种RNA病毒,严重影响无花果的品质与产量。2019—2020年连续2 a从山西省临汾市无花果基地随机采集被FMV感染的新鲜无花果叶片119份,经RT-PCR获得CP基因,并进行序列分析,通过分析FMV分离株的遗传变异和种群结构,从多维度分析FMV的遗传多样性,旨在为无花果花叶病毒的分类、分子特征、进化机制以及致病机理的研究奠定基础,为解释FMV病毒分子结构、感染率高和进化程度提供有力证据。RT-PCR鉴定结果证实,53份样品为FMV阳性,从阳性样品中分离、测序、克隆得到12个新的FMV分离物;将12个分离物与在线数据比对,获得在线的37个分离物;对49个分离物进行系统发育分析得出,这些分离物来自10个国家,分布范围广,根据亲缘关系分为6个组,且与地理位置无关。进一步分析核酸和氨基酸一致性,49个CP基因核苷酸一致率和氨基酸一致率分别为91.41%~100%和89.33%~100%。结果发现,CP基因在进化过程中具有高度保守性且突变率较低。偏离中立性检验显示,FMV种群极大可能处于种群扩张状态。选择压和重组分析结果表明,负向选择可能是FMV分子变异的重要原因。

云南烟草产区辣椒脉斑驳病毒的调查及其遗传多样性分析

明确辣椒脉斑驳病毒(chilli veinal mottle virus,ChiVMV)在云南6个州(市)烟草生产区的分布、遗传多样性和群体遗传结构,对病害的防控预警具有重要意义。本研究以2022年采集自云南6个州(市)不同烟草产区的96份疑似感染ChiVMV的烟草样品为试验材料,利用电子显微镜负染色观察和分子生物学方法对病毒进行检测和鉴定,获得21个ChiVMV云南烟草分离物的cp基因序列。利用SDT、MEGA、RDP、DnaSP及Arlequin等生物学软件对21个云南烟草分离物及NCBI上下载的38个来自不同国家、地区及寄主的ChiVMV分离物cp基因序列的系统进化、遗传多样性和群体遗传结构特征进行分析。结果显示,从云南6个州(市)烟草生产区采集的96份烟草样品中,ChiVMV检出率为51.04%;序列比对发现,本研究获得的cp基因与NCBI中38个ChiVMV分离物cp基因的核苷酸一致性在84.1%以上;系统发育分析发现,59个ChiVMV分离物按照地理位置的远近被划分为4个分支,聚类结果具有明显的地理分布特征,而与寄主植物无关;遗传多样性和遗传分化分析表明,4个地理种群的ChiVMV cp基因遗传多样性水平均较高,中国种群与印度、泰国和其他国家种群间发生了很大的遗传分化且差异显著(P<0.05);遗传力分析显示,基因交流、遗传漂变和基因的负选择压力是ChiVMV分离物适应性进化的重要方式。

中国马铃薯Y病毒的检测鉴定及CP基因的分子变异

【目的】查明马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)病在中国的发生情况,及时、准确地鉴定出PVY并对其分子变异进行分析。【方法】采用ELISA方法对采自中国14个省(直辖市)马铃薯种植区疑似受PVY感染的样品进行了检测,并对其中的部分材料镜检验证,然后根据CP基因序列设计1对简并引物针对随机选择感染PVY的14个省(直辖市)代表样品进行CP基因扩增克隆,将测序得到的序列进行分子变异分析,并使用贝叶斯法(Bayesian inference,BI)重建系统发育关系。【结果】ELISA检测结果表明,691份样品中220个样品与PVY抗体呈阳性反应,其余呈阴性反应;ELISA检测的阳性材料在透射电镜下均可观察到明显的风轮状内含体,14个PVY分离物均成功扩增出预期大小(约800 bp)的特异性片段,CP基因的核苷酸序列与已报道PVY不同株系的核苷酸序列一致性均在88%以上;在14个PVY分离物CP基因中共发现有29个多态性位点,其中6个简约信息位点,23个单一变异位点。系统发育分析结果显示,14个PVY分离物与PVYN:O株系相聚成簇,表明其在系统发育关系上,与PVYN:O株系的亲缘关系最近。【结论】PVY CP基因高度保守,但不同地区分离物也存在一定的分子变异,本研究可为今后了解PVY病毒病流行、变异趋势及其防治提供依据。

烟草花叶病毒南瓜分离物CP基因的克隆、序列分析及其原核表达

为从分子水平鉴定山东聊城的一表现明显花叶、黄化、蕨叶及果实畸形的南瓜病毒病的病原。采用RT-PCR的方法,用TMV外壳蛋白(CP)基因的特异引物,对该样品进行了检测,克隆到的基因序列进行分析,并使其在大肠杆菌中表达。结果表明,从该样品中扩增到了TMV的CP基因,说明该样品受到TMV的侵染,首次发现TMV自然侵染南瓜。对CP基因序列测定及分析表明,与GenBank上其他TMV分离物CP基因核苷酸序列的同源性为86.5%～99.0%,推导的氨基酸序列同源性为93.7%～99.4%。根据完整CP基因核苷酸序列构建的系统进化树显示:32个TMV分离物可分为5个组,其中TMV-liaocheng与Nakron Pathom、Fujian、017等分离物属于Ⅳ组。TMV-liaocheng可能发生过重组。将TMV-liaocheng CP基因与原核表达载体pET-22b(+)连接,在大肠杆菌BL21(DE3)pLysS诱导表达出分子量约20kDa的融合蛋白,并用Ni2+-NTA His·Bind树脂纯化,纯化后的蛋白可直接用于制备特异性的抗血清,为准确、快速地检测TMV奠定了基础。

CP基因转化的线辣椒抗卡那霉素和抗CMV特性的遗传

利用根癌土壤杆菌 ,采用叶盘法转化线辣椒 (Capsicum annuum var.longunt)优良品种陕 82 12 ,建成了能同时表达 CMV和 TMV外壳蛋白基因 (CP基因 )的 T1 代纯合系。以其自交 T2 ～ T4代 ,以及 T2 代植株与未转化陕 82 12杂交的 F1 代和 F2 代群体为试材 ,研究了抗卡那霉素和抗黄瓜花叶病毒 (CMV)特性的遗传传递规律。结果发现 ,抗卡那霉素标记基因和抗病性基因在自交和杂交各代都能稳定地高效表达 ;两者在自交各代纯合 ;在杂交 F1 代抗药性和抗病性都表现为显性 ;在杂交 F2 代 ,抗药植株对敏感植株 ,以及抗病植株对感病植株的分离比都符合 3∶ 1的理论比例。

马铃薯Y病毒CP基因RNAi载体构建与干涉效果测定

RNA沉默(RNAi)介导的植物抗病毒研究是近年来引起广泛关注的一项植物抗病毒基因工程策略。马铃薯Y病毒(PVY)在世界范围内引起马铃薯、烟草等重要经济作物的病害,并且造成严重的经济损失。本文以PVY的外壳蛋白(CP)基因为模板扩增300bp和354bp两个片段,正向和反向分别插入植物表达载体pROKⅡ的35S启动子下游,从而构建了以PVY的CP基因为靶标的RNAi植物表达载体pROKY300,转入农杆菌EHA105中,以农杆菌渗入法在本氏烟中瞬时表达与PVYCP同源的hairpin RNA。结果表明,瞬时表达的hairpinRNA有效干涉了PVY侵染。

潍坊萝卜中芜菁花叶病毒分离物的分子特性及CP基因的表达

从表现红心病的潍坊萝卜块根上得到一芜菁花叶病毒（Turnip mosaic virus, TuMV）分离物（TuMV-Ra），通过RT-PCR获得了该分离物的外壳蛋白（CP）基因，对其进行了序列测定，并将其核苷酸序列及推导出的氨基酸序列与GenBank中登录的其它20个TuMV萝卜分离物的相应序列进行比较和分析。结果表明，TuMV-Ra与这20个分离物CP基因核苷酸序列的同源性为89．9％～99．O％，CP氨基酸序列同源性为94．8％～99．7％；其中与中国浙江杭州萝卜的两个分离物HZLB1、HZLB2同源性最高，核苷酸序列的同源性为98．7％和99．0％，氨基酸序列同源性为99．0％和99．7％。TuMV-Ra与1999年从表现相同症状的潍坊萝卜得到的分离物CHINA-WF CP基因核苷酸同源性为93．66％，氨基酸同源性为96．53％，说明病毒发生了比较大的变异，而且变异的位点主要在CP的N末端。将TuMV-Ra CP基因克隆到原核表达载体pET-22b（＋），在大肠杆菌BL21（DE3）中表达出分子量为38kD的融合蛋白。Western blotting分析证明TuMV-RaCP在大肠杆菌中得到了正确表达。

北京、宁夏甜椒上分离的黄瓜花叶病毒CP基因序列分析及亚组鉴定

从宁夏和北京地区甜椒上分离到3个黄瓜花叶病毒分离物(宁夏分离物为CMV-NX1,NX2;北京分离物为CMV-BJ)并保存在普通烟上。从叶片中提取该病毒RNA,经RT-PCR扩增到780bp的全长CP基因的cDNA,PCR产物纯化并测序。2个宁夏分离物(NX1,NX2)核甘酸序列同源性为100%,它们为同一株系。与已报道的部分CMV株系的CP基因序列相比较,表明3个分离物与CMV亚组I同源关系比亚组II更密切,因而3个分离物都属于黄瓜花叶病毒亚组I,通过DAS-ELISA进一步验证它们都属于亚组I。

部分蔬菜CMV分离物CP基因的克隆及序列分析

对来自国内不同地区、不同蔬菜作物上的8个黄瓜花叶病毒分离物，采用一步法RT-PCR扩增得到CP基因全长片段，分别克隆到pMD-18T载体并测序。结果表明，本研究8个分离物的CP基因均为657个碱基，可编码218个氨基酸，它们之间的核苷酸序列同源性较高，达92．8％-99．1％；将它们与GenBank中部分CMVCP基因序列比较，显示出与CMV亚组Ⅰ株系的核苷酸序列同源性达90．7％-98．0％，而与亚组Ⅱ株系的核苷酸序列同源性仅有75．8％-78．1％。因此，这8个分离物应归属于CMV亚组Ⅰ。

侵染百合的黄瓜花叶病毒亚组Ⅱ分离物cp基因克隆和序列分析

从云南大理的东方型百合上得到黄瓜花叶病毒分离物（CMV-DL）,ELISA检测初步确定为CMV亚组Ⅱ分离物,设计并合成CMV亚组Ⅱ的特异引物,RT-PCR扩增得到1条约800 nt的特异片段,经克隆及序列测定,该片段长828 nt,包含的外壳蛋白（CP）基因由657 nt组成。将该分离物的cp基因与其它14个CMV分离物进行同源性比较,在核苷酸水平上与CMV亚组Ⅰ和亚组Ⅱ的同源性分别为76.8%-78.1%和98.6%-99.2%;在氨基酸水平上与CMV亚组Ⅰ和亚组Ⅱ的同源性分别为82.0%-84.3%和95.9%-100.0%。结果表明CMV-DL为CMV亚组Ⅱ成员。

来源于桃和苹果的苹果褪绿叶斑病毒的部分分子生物学特性和cp基因的原核表达

从桃和苹果上分离得到苹果褪绿叶斑病毒ACLSV-HBP和ACLSV-C2个分离物,采用RT-PCR法进行扩增,所获扩增片段经序列测定,其全长分别为1768nt(ACLSV-HBP)和1751nt(ACLSV-C)。这2个分离物扩增片段全长的同源性为83%,mp基因片段核苷酸和推导编码氨基酸序列同源性分别为82.6%和87.1%;cp基因均由582nt组成,其核苷酸和推导编码氨基酸序列同源性分别为87.8%和95.9%。将2个分离物的cp基因与已报道ACLSV分离物进行序列同源性比较,结果显示ACLSV-HBP与SX/2的cp基因核苷酸序列及推导编码氨基酸序列同源性最高,分别为94.0%和96.4%。将ACLSV-HBP分离物的cp基因克隆到原核表达载体pGEX-KG,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,SDS-PAGE分析表明,融合蛋白大小约为46kDa。Western-blot分析表明,该基因在大肠杆菌内得到高效表达,融合蛋白具有抗原性。

侵染南瓜的西瓜花叶病毒和黄瓜花叶病毒CP基因的克隆和序列分析

为从分子水平鉴定山东聊城的一表现明显花叶、黄化、蕨叶及果实畸形的南瓜病毒病的病原,采用RT-PCR的方法,用马铃薯Y病毒属病毒3′-末端序列的简并引物和黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)外壳蛋白(CP)基因的特异引物,对该样品进行了检测,并对克隆到的基因序列进行分析。结果表明,该样品受西瓜花叶病毒(Watermelon mosaic virus,WMV)和CMV2种病毒的复合侵染,分别命名为WMV-liaocheng和CMV-liaocheng,与其他相应病毒分离物CP基因核苷酸序列的同源性分别为91.2%～98.0%和77.0%～97.9%,推导的氨基酸序列同源性分别为96.4%～98.5%和81.2%～99.1%。根据完整CP基因核苷酸序列构建的系统进化树显示:18个WMV分离物可分为3组,其中WMV-liaocheng与HLJ、CHN及Habenaria等分离物表现出较近的亲缘关系,形成Ⅲ组;30个CMV分为2个亚组,其中CMV-liaocheng属于亚组I,CMV-liaocheng可能发生过重组。

利用发根农杆菌（Agrobacteriom rhizogenes）介导二元载体向番茄导入TMV，CMV外壳蛋白基因的研究

本文用含ＰＲｉ（ＰＲｉＡ４ｂ）的发根农扦菌为介导，将二元载体质粒ＰＢＴＣ－８（Ｔ—ＤＮＡ上有ＴＭＶ—ＣＰ和ＣＭＶ—ＣＰ基因），导入黑龙江省当地番茄品种。用胚轴注射，顶端切口涂抹，子叶切块穿刺等方法感染转化子菌液，诱导出毛状根。滤纸电泳检测有５０％以上的毛状根含有农抒诚和甘露碱。用抗性筛选法亦获得有卡那霉素抗性的毛状根。在穿刺感染子叶切块诱导产生的具卡那霉素抗性的愈伤组织上，获得不定芽与再生植株，经冠瘿碱，ＰＣＲ，斑点免疫结合法检测证明再生植株中有ＴＭＶ和ＣＭＶ基因产物的两种外壳蛋白和农扦碱与甘露碱，获得双转化植株。

甘蔗黄叶病毒与花叶病毒CP基因RNAi载体构建与转化甘蔗研究

甘蔗黄叶病和甘蔗花叶病是我国甘蔗最主要的病毒病,感病品种产量下降和品质变劣,传统方法难以防治。RNA干扰技术使培育抗病毒甘蔗品种成为可能。本研究根据甘蔗黄叶病毒和侵染甘蔗的高粱花叶病毒结构与功能特性,广泛收集不同来源病毒分离物CP基因序列,经过比对选取保守序列作为干扰序列。通过在序列两端添加酶切位点,合成并连接成双价甘蔗黄叶病和花叶病毒干扰序列,然后构建到中间载体p HANNIBAL上,形成双价RNAi干扰结构,最后插入到p ART27上形成干扰表达载体。利用基因枪轰击甘蔗品种福农15号愈伤组织进行转化,经G418筛选获得抗性再生植株。通过提取DNA和RNA分析,证实双价RNAi干扰结构不仅以不同拷贝整合到甘蔗基因组中,而且得到了转录表达。

香蕉束顶病毒海口分离物CP基因的原核表达、纯化及其抗血清制备

用PCR方法从感染香蕉束顶病毒(Banana bunchy top virus,BBTV)的香蕉植株幼嫩假茎和叶片总DNA中扩增外壳蛋白(coat protein,CP)基因。回收目的片段,经XhoⅠ和BamHⅠ双酶切后与同样酶切的质粒载体pET30a(+)相连接,酶切验证及测序结果获得了含BBTV CP基因的重组质粒pET30a-CP。将重组质粒转化Codon plus表达菌,在25℃、0.4mmol/L IPTG条件下诱导6h或过夜,经12%SDS-PAGE电泳分析可知,该重组菌表达了一个与预期分子量大小一致的His-CP融合蛋白,约为30ku,且主要以包涵体的形式存在。多次洗涤包涵体后得到高纯度的融合蛋白,用其免疫家兔,获得BBTV CP蛋白抗血清。间接ELISA法测定抗血清效价大于51200。Western blot分析表明,抗血清能与融合蛋白特异性结合。

瞬时表达比较马铃薯X病毒CP基因3种结构对RNA沉默的诱导效果

RNA沉默是植物抵御病毒侵染的一种防卫机制,病原来源的抗性(pathogen-derived resistance,PDR)被认为是通过RNA沉默起作用的.转化的核酸片段在基因组中的位置、长短和不同排列结构等均影响RNA沉默的效率.用全长马铃薯X病毒(PVX)CP基因构建非翻译的正义、反义和反向重复结构转基因的植物表达载体,通过农杆菌渗入法瞬时表达测试了这些转基因对RNA介导抗性的诱导效率和有效性.结果表明,反向重复的PVXCP是更为有效的RNA沉默诱导因子,同时也证明让目的基因在受试植物中瞬时表达,在转化植物之前能比较快速地检测转基因的表达情况以及表达产物的功能,从而节约时间和资源,并减少盲目性.

大豆花叶病毒CP基因密码子使用偏性分析

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)外壳蛋白(coat protein,CP)是SMV基因组的结构蛋白,在SMV侵染大豆的过程中发挥着重要的作用。运用CUSP和Codon W等软件分析了大豆花叶病毒外壳蛋白的密码子的偏性,并与SMV基因组的密码子偏性进行了比较。结果表明,SMV CP偏好于以A/T结尾的密码子;与SMV基因组密码子偏性相比,发现只有8种氨基酸密码子偏性完全一致。ENC与GC3的相关性分析结果显示,CP的密码子使用偏好性受碱基组成等多种因素共同影响。聚类分析显示基于基因CDS序列的聚类结果与基于密码子偏性参数相对密码子使用度(RSCU)的聚类结果基本一致。通过分析CP密码子使用特性,为进一步研究其功能奠定基础。