河北保定地区黄瓜花叶病毒与马铃薯Y病毒复合侵染叶用莴苣分子鉴定

利用RT-PCR方法对采集自河北保定地区的疑似叶用莴苣病毒病样品进行分子生物学鉴定,并构建系统发育进化树。结果表明,特异性引物CMV和PVY分别扩增得到大小为260、420 bp的单一条带;通过核苷酸序列Blast比对及系统进化树分析,河北保定地区叶用莴苣病毒分离物分别与印度番茄CMV分离物(MN514839.1)、印度马铃薯PVY分离物(JX945850.1)聚在同一分支上,同源性分别为95%、92%。本研究首次检测到河北保定地区叶用莴苣病毒病是由CMV与PVY复合侵染所致。

马铃薯转录组数据中的病毒序列挖掘

转录组测序数据中包含寄主所感染的病毒序列信息。为分析和验证马铃薯转录组数据中存在的病毒序列,试验收集了关于马铃薯块茎发育、抗病、抗逆等研究的9个马铃薯转录组测序数据样本,过滤掉来源于马铃薯转录本的读段,组装并与病毒数据库进行本地比对,获得样本中相关病毒序列的种类和数量信息。病毒来源的读段在各样本中普遍存在,占总读段的0.12%~20.24%。这些读段组装得到10种植物病毒,包括9种RNA病毒和1种DNA病毒。其中来源于马铃薯S病毒(Potato virus S,PVS)的序列最多,组装得到28条近全长序列。进一步系统进化分析表明,这些样品中同时存在PVSA和PVSO两种株系类型。此外,通过RT-PCR对转录组数据原始样本中的马铃薯H病毒(Potato virus H,PVH)、马铃薯卷叶病毒(Potato leafroll virus,PLRV)、马铃薯M病毒(Potato virus M,PVM)、PVS、马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)和马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)6种病毒进行检测,结果显示RT-PCR验证结果与测序数据组装结果基本一致。该研究为马铃薯病毒多样性和进化分析提供一种高通量测序的方法。

马铃薯病毒病病原RT-PCR分子鉴定

【目的】研究中国新疆马铃薯主产区的病毒病发病种类,分析该区域马铃薯主要病毒病原,为马铃薯病毒病科学防治提供科学依据。【方法】2021年在我国新疆马铃薯主产区乌鲁木齐县、吉木萨尔县、奇台县、巴里坤县、泽普县采集马铃薯病毒病疑似感病样本87份,并对样本进行RT-PCR检测,对于阳性样本的CP基因进行克隆及测序,完成同源性、地理来源和系统进化分析。【结果】从87份样本中检测到马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)、马铃薯S病毒(Potato virus S,PVS)、马铃薯卷叶病毒(Potato leaf roll virus,PLRV),检出率分别为100%、37.93%、6.89%,以PVY检出率最高,未检出马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)、马铃薯M病毒(Potato virus M,PVM),PVY是危害该区域马铃薯样本的主要病毒病原。试验对PVY阳性带病样本进行克隆与序列比对,其中5份样本CP基因序列与中国(福建、山东、江苏)及波兰等地分离物一致性达到100%,与其他国家的分离物的一致性达到99.04%以上。【结论】我国新疆马铃薯主产区主要由PVY、PVS、PLRV的一种或多种病毒所侵染,其中PVY病原较严重。

兼抗黄瓜花叶病毒和马铃薯X病毒弱毒疫苗的创制

黄瓜花叶病毒(CMV)和马铃薯X病毒(PVX)在烟草中普遍存在、危害严重,对烟草产业健康发展有重大影响。为预防田间烟草上黄瓜花叶病毒和马铃薯X病毒,需要构建能够同时预防CMV和PVX的弱毒疫苗。本研究首先构建了CMV RNA2的2b蛋白提前终止突变体pCB301-CMVFny-R2-2bPT,在此突变体中插入200 bp的PVX保守序列(5890-6089)获得突变体质粒pCB301-CMVFny-R2-2bPT-PVX5890-6089。该突变体质粒与含野生型CMVFny RNA1和CMVFny RNA3的质粒等量混合后通过农杆菌浸润方法分别接种中烟100、红花大金元和林烟草,接种后烟草症状与野生型CMVFny-RNA1+RNA2+RNA3混合接种烟草症状相比显示弱侵染性。疫苗遗传稳定性检测证实疫苗载体中插入的PVX 200 bp保守片段稳定存在,CMV和PVX强毒株系攻毒试验表明该弱毒疫苗在中烟100上对CMV和PVX同时具备交叉保护作用。

马铃薯A病毒(PVA)运动相关蛋白质的研究进展

综述了马铃薯A病毒(PVA)运动相关蛋白的结构、功能方面的研究进展。

马铃薯野生近缘种抗PVY种质资源分子标记辅助筛选

为拓宽四倍体(2n=4x=48)马铃薯栽培种抗马铃薯Y病毒(PVY)的遗传背景,对56份马铃薯野生近缘种进行了PVY抗性分子标记(RYSC3、YES3-3A和Ry364)辅助筛选。PCR检测结果显示,含有Ry_(adg)抗性基因(源自Solanum tuberosum ssp.andigena)分子标记RYSC3的材料有13份,其中二倍体(2n=2x=24)3份,四倍体6份,六倍体(2n=6x=72)4份;含有Ry_(sto)抗性基因(源自S.stoloniferum Schlechtdal)分子标记YES3-3A的材料有4份,其中二倍体1份,四倍体2份,染色体倍性未确定材料1份;含有Ry_(chc)抗性基因(源自S.chacoense Bitter)分子标记Ry364的材料有23份,其中二倍体6份,四倍体4份,六倍体13份。含有RYSC3、YES3-3A和Ry364中任意2种标记的材料有7份,同时含有3种标记的材料仅有OCH 14180a(S.stoloniferum Schlechtdal)。这些种质资源可用于马铃薯抗病毒品种选育、种质创新与基因挖掘。

昭通市马铃薯病毒病发生情况分析

为了解昭通市马铃薯种薯质量及生产中病毒病发生情况,在马铃薯主产区昭阳区、大关县、鲁甸县、镇雄县、彝良县、巧家县采集具有典型病毒病症状的样品、疑似病毒样品和随机无症状样品共计90个。应用DAS-ELISA方法检测6种马铃薯主要病毒PVX、PVY、PVS、PLRV、PVM和PVA。结果表明,各县区样品普遍有病毒感染,其中PVA检出率最高,PVS最低。不同级别种薯病毒发病率最高的为PVA,最低的为PVS。其中感染率表现为原原种<原种<商品薯。因此推广马铃薯脱毒种薯是马铃薯病毒病防治的重要方法,同时在生产中主要以预防为主,通过减少蚜虫等传毒媒介对病毒的传播来减少病毒对马铃薯的危害。

多重RT-PCR同时检测6种马铃薯病毒及1种类病毒

病毒病是限制我国马铃薯生产的重要因子之一。本研究通过引物设计和体系优化建立了一套多重RT-PCR检测方法,可以在一个反应体系中同时检测6种马铃薯病毒和1种马铃薯类病毒以及1个马铃薯内参基因,包括马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)、马铃薯M病毒(potato virus M,PVM)、马铃薯S病毒(potato virus S,PVS)、马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)、马铃薯A病毒(potato virus A,PVA)、马铃薯卷叶病毒(potato leaf curl virus,PLRV)、马铃薯纺锤块茎类病毒(potato spindle tuber viroid,PSTVd)和细胞色素c氧化酶亚基Ⅰ(cytochrome c oxidase subunitⅠ,CoxⅠ)基因的特异片段,产物大小依次为181、226、275、565、630、681、359、500 bp,符合理论预期。采用建立的方法以相应病毒和类病毒的质粒作模板进行检测,其检测灵敏度在1.6×10^(-3)~1.8×10^(-1) ng/μL。用该方法检测田间未知样品,结果与DAS-ELISA检测结果高度相符,同时PVY、PVM、PVS、PVX 4种病毒的检出率高于DAS-ELISA,表明该方法准确可靠,可用于以上马铃薯主要病毒和类病毒的快速检测。

不同品种(系)马铃薯休眠块茎顶端和茎端芽眼组织马铃薯Y病毒含量分析

马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)是马铃薯生产中较常见的病毒之一,马铃薯病毒的检测是生产中保障马铃薯品质和产量的重要基础,收获后批量检测是进行种薯质量评价的主要依据之一。研究针对‘56-2’‘Ivory Russet’‘Clearwater Russet’‘龙薯14号’‘龙薯3号’‘龙薯15号’‘龙育201401-70’‘龙薯7号’‘克新23号’和‘克新28号’马铃薯品种(系)休眠块茎样品,采用TRIzol法提取马铃薯休眠块茎顶端和茎端芽眼组织的总RNA,经qRT-PCR和RT-PCR检测分析,比较块茎的顶端与茎端芽眼组织PVY含量分布的情况。结果表明,上述供试材料的休眠块茎茎端芽眼组织PVY浓度均高于顶端芽眼组织,能够精准的检测到病毒的存在;对‘Ivory Russet’品种的休眠块茎选取100个带病样品通过TRIzol法提取顶端与茎端的总RNA,采用4合1的方法合样后进行PVY RT-PCR检测,所有处理的顶端芽眼组织检测条带亮度低于茎端芽眼组织。可见,马铃薯休眠块茎茎端芽眼组织取样能够更加精准的检测出PVY。研究结果为马铃薯种薯收获后PVY的检测及合理取样提供了科学依据。

青岛烟区马铃薯Y病毒株系鉴定及系统传导特性

为明确引起青岛试验田烟草脉坏死及花叶的PVY的发生规律、分子进化和系统传导特性,通过病毒病害表型,发病率和病情指数明确青岛试验田病毒病害流行规律;利用MEGA7构建系统发育树鉴定PVY青岛分离物的株系;通过q RT-PCR,western blotting和PVY-GFP荧光明确PVY侵染烟株的传导路径;通过不同叶位、不同症状病叶取样,利用q RT-PCR检测PVYCPm RNA相对含量,明确显症和隐症叶片的病毒含量差异,以及TMV、CMV、PVY单独、两者混合、三者混合侵染时的干扰或协生作用。结果显示:烟株成熟期,PVY与TMV和CMV混合发生严重,PVY分离物为N:O株系,未突破va基因抗性。在侵染早期,病毒从接种叶沿叶脉进入茎,开始双向运输时,先向根部移动,进而到达苗端;再扩散至上部叶,较慢移动至下部叶;最后伴随烟株生长持续向两端新生部位运输。侵染中期病株上部叶隐症现象显著,病叶症状与病毒浓度呈正相关。烟田中后期,PVY与TMV和CMV混合侵染,病毒间的干扰和协生作用导致症状复杂多变。研究结果有助于提高品种抗性鉴定试验的准确性和药效试验的靶标性。

马铃薯应对马铃薯Y病毒与非介体昆虫胁迫的植物激素水平和基因表达变化

马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)及其非介体昆虫马铃薯块茎蛾(Phthorimaea operculella)是世界马铃薯产业的重要病虫害,为探究PVY是否影响马铃薯对马铃薯块茎蛾的生理响应,本研究分析了马铃薯块茎蛾在PVY侵染和健康对照植株上的生长表现,并对无病虫害、PVY侵染、模拟虫害处理(用马铃薯块茎蛾口腔分泌物涂抹),以及PVY侵染和模拟虫害协同处理的植株叶片进行了植物激素测定和比较转录组分析。结果显示:马铃薯感染PVY后对马铃薯块茎蛾的抗性显著提高;PVY侵染可抑制模拟虫害造成的脱落酸含量上升;与健康对照组相比,模拟虫害和PVY侵染处理分别诱导产生3998个和104个差异表达基因,而两者协同处理可诱导产生9178个差异表达基因,说明这2种胁迫共存对马铃薯产生了极大的生理影响。与模拟虫害处理相比,PVY侵染和模拟虫害协同处理诱导产生743个差异表达基因,而这些基因主要富集在转移酶活性、内质网中蛋白质加工、苯丙素生物合成等通路中,而脱落酸合成通路中众多基因表达下调,与该植物激素变化情况一致。综上所述,本研究系统分析了马铃薯应对PVY侵染、马铃薯块茎蛾模拟虫害以及两者协同处理的生理反应,为探究“植物-病毒-非介体昆虫”三者互作提供了科学依据。

云南省马铃薯番茄斑萎病毒N蛋白自身互作功能域鉴定

为了探究番茄斑萎病毒核衣壳蛋白N在马铃薯上的致病性,采用酵母双杂交和双分子荧光互补技术研究了病毒N蛋白的自身互作及其关键功能域。通过RT-PCR扩增了N基因全长及其截断突变体,并构建了酵母表达载体对其自身互作的功能区域进行鉴定。结果显示,在酵母细胞中N蛋白自身互作的关键功能域位于186位至193位氨基酸之间,且N蛋白在植物体内的互作主要发生在细胞核和细胞质中。研究结果可为番茄斑萎病毒的防控提供理论依据。

β-罗勒烯对烟草马铃薯Y病毒防控效果的研究

β-罗勒烯是一种能诱导植物产生防御反应的植物通讯信号分子。本文为了探究β-罗勒烯对烤烟马铃薯Y病毒病(PVY)的控制效果,在室内条件下,分析了β-罗勒烯对PVY的发病率及病情指数的影响;在大田条件下,同时分析了β-罗勒烯与常规化学农药对PVY的防控效果。试验结果如下:通过室内盆栽试验分析,β-罗勒烯对PVY具有显著的防控效果,相比于对照发病率下降了67.10%,病情指数下降了70.60%,病毒积累量减少了1.7倍。大田试验结果显示,β-罗勒烯对PVY的控制效果显著优于化学农药,对PVY的控制效果达到58.23%~64.12%;进一步对PVY病情上升率进行统计,结果表明,经β-罗勒烯诱导后PVY的病情指数仅上升了10.0%,显著高于化学农药及对照。以上结果均表明,β-罗勒烯在防控PVY方面具有显著功效。本研究为大田防控PVY提供了新的途径。

矿物油和维生素B1对马铃薯病毒病的防效研究

多数马铃薯病毒可以借助蚜虫传播,并通过块茎世代积累,导致马铃薯种性退化,严重影响块茎的产量和品质。为了筛选新型、环保的马铃薯病毒病防治药剂,本研究通过3个季节的田间试验,对矿物油、维生素B1和杀虫剂吡虫啉在防治马铃薯病毒病中的效果进行了评价。结果表明,通过马铃薯出苗后间隔10 d连续3次喷施,矿物油能够控制马铃薯卷叶病(potato leaf-roll virus,PLRV)的发生,对马铃薯M病毒(potato virus M,PVM)和马铃薯S病毒(potato virus S,PVS)的平均防效也分别达到66.72%和70.40%,但对马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)和马铃薯A病毒(potato virus A,PVA)在不同的年份和季节的防效不稳定,平均防效为27.34%和65.02%。维生素B1对PLRV、PVM和PVS的防效也比较明显,分别达83.36%、83.33%和73.32%,而对PVY同样防效不稳定,对PVA防效不明显。杀虫剂吡虫啉对PLRV、PVS和PVM的防效也不稳定,且对PVY和PVA的防效均不显著。本研究中马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)发生频率极低,未进行病毒病的防效比较。综上所述,矿物油和维生素B1对马铃薯主要病毒病的综合防效较吡虫啉好,同时它们的增产效果更明显,产投比高于化学药剂,值得推广。

马铃薯育种材料在哈萨克斯坦地区的病毒鉴定和干腐病抗性研究

旨在揭示马铃薯育种材料对马铃薯干腐病抗性及马铃薯病毒病侵染情况。采用酶联免疫吸附测定(ELISA)及尖孢镰刀菌侵染,对38份马铃薯育种材料的病毒侵染情况及马铃薯干腐病抗性进行鉴定。结果显示:阿克莫拉地区马铃薯病毒病侵染发生情况复杂,存在多种病毒复合侵染。38份材料中,18个品系和1个品种材料未侵染马铃薯病毒;对18份马铃薯育种材料尖孢镰刀菌抗性鉴定,其中抗性材料1份,中抗材料1份,其余均不具有抗病性。哈萨克斯坦阿克拉莫地区马铃薯病毒病发生情况复杂,需注重种薯脱毒及防控病毒传播;干腐病抗性材料可作为育种亲本材料使用。

脱毒马铃薯种植技术及推广措施

马铃薯病毒病严重制约我国马铃薯产业的可持续发展,大力推广脱毒马铃薯种植势在必行。本文系统阐述了脱毒马铃薯种植的关键技术与推广措施。种植技术主要包括脱毒种薯的选择和处理、科学的田间管理与肥水调控、病虫害综合防治、植株抗性培育以及适宜的收获贮藏方法等。在此基础上,从加强技术研发和示范推广、完善质量标准和监管体系、强化技术培训和服务支持、发展订单农业和产销对接、加大政策扶持和资金投入等方面提出了脱毒马铃薯种植的推广措施。研究表明,只有加快构建一个政府支持、企业参与、科技引领、多方联动的脱毒马铃薯种植标准化体系,才能破解制约产业发展的瓶颈,推动脱毒马铃薯规模化应用和产业化经营,为保障国家粮食安全、促进农民增收和农业绿色发展做出积极贡献。

利用马铃薯X病毒表达载体在植物中表达非洲猪瘟病毒p30蛋白

由非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)引起的非洲猪瘟疫病(ASF)具有极高发病率和致死率,是我国一类动物疫病,对我国养猪产业造成重大威胁和巨大经济损失。p30蛋白是ASFV最主要结构蛋白之一,具有强烈免疫原性,是ASFV疫苗研发重要靶标。利用马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)侵染性克隆,构建表达p30蛋白重组PVX载体,通过农杆菌浸润法验证在模式植物本氏烟中表达p30蛋白可行性。结果表明,重组PVX载体接种本氏烟后5 d,植株系统叶片出现花叶症状;接种11 d后,植株系统叶片明显坏死。RT-PCR和Western blot检测表明p30蛋白在本氏烟中成功表达。研究结果为进一步规模化生产植物源p30蛋白奠定坚实基础。

脱毒马铃薯米拉高产栽培技术

福建省寿宁县的高山马铃薯种植历史悠久,其中大安乡大熟村种植的本地马铃薯品种米拉因口感香糯,最具有代表性,深受消费者喜爱。本地米拉具有休眠期长、耐储存的特点,加上大熟村海拔高、昼夜温差大、马铃薯生长周期长,使其营养沉淀充分,口感更好。然而经过多年种植,种薯感染多种病毒,导致薯块变小、畸形,种薯退化,产量下降(每亩产量在1000千克以下)。为了改变现状,大安乡大熟村马铃薯种植大户依托福建省农科院技术团队,利用茎尖组织培养、结合病毒检测,对米拉马铃薯进行脱毒处理,随后农户对脱毒米拉进行微型薯扩繁和原种扩繁。通过对本地老品种米拉种薯进行脱毒提纯,有效地防止了种薯退化,保持了本地马铃薯的特色和品质,提高了寿宁高山马铃薯产业的生命力和竞争力。大安乡结合市场需求,对脱毒米拉高产栽培技术进行推广应用,现将关键技术总结如下。

酶联免疫法快速检测大批量马铃薯病毒

通过酶联免疫吸附法(DAS-ELISA)建立一种快速检测马铃薯病毒的方法。利用酶联免疫法,高通量组织研磨仪、恒温摇床设备,优化制样方法、孵育条件,快速检测6种马铃薯病毒PVA、PVM、PVX、PLRV、PVY、PVS。快速检测方法与常规方法检测结果阳性率基本一致,可以检测出6种马铃薯病毒,288份样品总用时10 h,需要5人共同完成,说明该方法快速、高效、省时省力,适用于检测大批量马铃薯种薯样品中的6种马铃薯病毒。

青岛及周边地区马铃薯Y病毒株系类型分析

马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)是目前马铃薯生产中的重要病毒,PVY侵染马铃薯会造成产量、质量的严重下降。为了探明青岛及周边地区PVY株系类型,本次共采集青岛及周边地区485份马铃薯疑似PVY样本,共检测出298份PVY阳性样本。对PVY样本进行RT-PCR扩增,结果显示:本地区的主要株系为PVY^(NTN-NW)(SYR-Ⅱ型),占比为62.4%;PVY^(N-Wi)株系占比为31.6%;复合侵染株系占比为6.0%。对复合侵染株系的单株块茎(编号ShouGuang)进行测序、BLSAT比对及Simplot和RDP软件分析,显示PVY复合侵染的马铃薯植株体内存在两种重组类型(ShouGuang-Y1和ShouGuang-Y2);发生重组的位点主要集中在P1-1、HC-Pro/P3、6K2/VPg 3个区域。通过对PVY的不同变异株系分析,可为PVY株系的遗传多样性提供理论基础,为青岛及周边地区PVY防控提供理论依据。