枣疯病和酸枣丛枝病植原体16S rDNA和tuf基因的序列同源性分析

【目的】枣疯病是枣树上由植原体引起的一种毁灭性病害,遍布于中国华北、西北、华东、华南等25个省(市)的枣区,造成了巨大的经济损失。【方法】经PCR扩增,分别对中国陕西的彬县、阎良、武功、佳县、杨凌,河北沧州和山东德州7个枣区的枣疯病样品和杨凌4个酸枣丛枝病样品植原体16SrDNA基因保守序列和延伸因子tuf基因进行克隆和测序。【结果】获得枣疯病和酸枣丛枝病植原体的16SrDNA基因片段均为1239bp,tuf基因均为851bp。通过序列同源性比较,结果表明中国陕西、河北、山东的枣疯病的病原一致,归属于植原体16SrⅤ-B组。由于枣疯病和酸枣丛枝病的植原体16SrDNA有5个碱基的差异,tuf基因的同源性为99.6%,推测为同一个种的不同寄主生物学型。【结论】首次报道了中国枣疯病和酸枣丛枝病植原体16SrDNA和延伸因子tuf基因的序列,确定了枣疯病和酸枣丛枝病植原体的分类地位,为研究枣疯病植原体的致病分子机理、遗传本质提供理论依据。

小麦蓝矮病植原体延伸因子(EF-Tu)tuf基因序列的同源性分析

目的利用分子生物学方法分析小麦蓝矮病植原体延伸因子tuf基因,从亚组水平上确定小麦蓝矮病植原体的分类地位。方法电镜观察自然发病的小麦蓝矮病病叶;用引物fTufu/rTufu对小麦蓝矮病植原体延伸因子tuf基因进行PCR扩增;核苷酸序列测定及分析。结果经电镜超微结构观察,在韧皮部观察到大量典型植原体。通过PCR扩增得到约850bp的特异片段。感受态转化后,进行测序,结果表明小麦蓝矮病植原体tuf基因片段长842bp,编码280个氨基酸。分析比较15种植原体延伸因子tuf基因的同源性,结果表明小麦蓝矮病植原体与三叶草绿变(KVF)亲缘关系最近,核苷酸同源性为99.9%,氨基酸同源性为100%。结论从亚组水平上确定了小麦蓝矮病植原体的分类地位,为研究小麦蓝矮病植原体的来源及致病分子机理提供理论依据。

以tuf基因为靶标的5种16SrⅠ组植原体环介导恒温扩增技术

【目的】建立一种能够特异性检测和鉴定16SrⅠ组植原体的环介导恒温扩增技术,实现16SrⅠ组植原体的快速检测。【方法】以植原体tuf基因作为靶标,通过序列比对,设计多组具有特异性的LAMP引物组,筛选出一套适用于16SrⅠ组植原体的特异性检测体系。以16SrⅡ组、16SrⅤ组、16SrⅩⅨ组植原体样品按照此检测体系进行反应,来验证其特异性;同时将稀释后的感病组织样品同步进行PCR和LAMP检测,以确定其检测灵敏度。对来自不同省市的6份田间样品以及9份组培样品进行检测,以验证其检测的稳定性。【结果】16SrⅠ-LAMP在恒温63℃条件下40 min内完成扩增,能检测5种分别引起泡桐丛枝、苦楝丛枝、桑树萎缩、莴苣黄化和长春花绿变病的16SrⅠ组植原体,不能检测其他组植原体包括16SrⅡ组的花生丛枝、甘薯丛枝、臭矢菜丛枝、16SrⅤ组的枣疯病、红花槐丛枝、樱桃致死黄化和16SrⅩⅨ组的板栗黄化皱缩植原体。通过在反应液中加入钙黄绿素肉眼判断绿色为阳性结果,褐色为阴性结果,与用荧光定量设备进行判读扩增曲线的结果一致。相比于PCR检测,16SrⅠ-LAMP检测的灵敏度提高了8倍;16SrⅠ-LAMP能够快速检测出来自不同区域的田间泡桐发病样品、感病泡桐组培苗和嫁接传病脱毒苗。【结论】以tuf基因作为靶标,建立能同时检测5种16SrⅠ组植原体的环介导恒温扩增技术,具有高效、特异、操作简便、检测时间短及成本较低等优点,适合于基层和现场检测。

新疆枣疯病植原体tuf基因的克隆与序列分析

【目的】枣疯病是一种重要的植原体病害,了解新疆枣疯病植原体的系统发育关系及遗传分化,获取其分子特征信息。【方法】利用植原体tuf基因通用引物fTufu/rTufu对新疆枣疯病病株总DNA进行PCR扩增,对部分扩增片段克隆、测序及相似性分析。【结果】获得新疆枣疯病阿克苏株系(JWB-ASZ)和喀什株系(JWB-KHZ)的tuf基因片段分别为841和814 bp。经同源性比较分析,新疆枣疯病阿克苏株系(JWB-ASZ)与喀什株系(JWB-KHZ)均隶属于16S rⅤ-B亚组枣疯病植原体。其中JWB-KHZ株系与枣疯病植原体河北株系的tuf基因核苷酸及氨基酸同源性最高,分别达到90.2%和81.5%;JWB-ASZ与枣疯病植原体陕西株系的tuf基因核苷酸及氨基酸同源性最高,分别达到94.2%和94.6%,而与16S rⅤ其它亚组的核苷酸及氨基酸同源性均低于70%。枣疯病阿克苏株系与喀什株系的tuf基因核苷酸及氨基酸序列之间存在明显差异,同源性仅为为73.5%和63.5%。【结论】研究报道了新疆枣疯病植原体tuf基因序列,为揭示新疆枣疯病植原体不同株系的分子特征、分子变异和遗传多样性提供了基础。

海南竹柏扁枝植原体基于16S rRNA和tuf基因的分类及系统进化分析

对采自海南省万宁市的表现竹柏扁枝病的竹柏植株总DNA进行植原体16S r RNA基因和tuf基因克隆、测序,分别获得竹柏扁枝植原体16S r RNA基因(1 806 bp,Gen Bank登录号:KJ848639)和tuf基因(845 bp,Gen Bank登录号:KX645669)片段。对竹柏扁枝植原体16S r RNA基因序列进行虚拟RFLP分析,结果表明,竹柏扁枝植原体属于花生丛枝植原体组U亚组(16Sr II-U)成员(相似系数为1.00)。对tuf基因进行序列比对和系统进化分析,结果表明,竹柏扁枝植原体与同属16Sr II组的植原体亲缘关系最近,其次为16Sr I组植原体。本研究从亚组水平上确定了竹柏扁枝植原体的分类地位,并克隆分析了竹柏扁枝植原体的tuf基因,为竹柏扁枝植原体的系统分类和病害防控提供了基础信息。

橡胶丛枝植原体两个株系的tuf基因克隆及序列分析

对采自海南省儋州市表现橡胶丛枝病的橡胶植株总DNA进行植原体tuf基因克隆、测序,分别获得橡胶丛枝植原体两个株系RTSF-DS1A和RTSF-DS1B的tuf基因片段(Gen Bank登录号:KY130429、KY130430)。对RTSF-DS1A和RTSF-DS1B的tuf基因片段进行序列分析和系统进化分析,结果表明,植原体RTSF-DS1A的tuf基因片段(KY130429)大小为842 bp,共编码281个氨基酸,与16Sr I组植原体的tuf基因亲缘关系最近。RTSF-DS1B的tuf基因片段(KY130430)大小为845 bp,共编码282个氨基酸,与16Sr II组植原体的tuf基因亲缘关系最近。本研究克隆并分析了橡胶丛枝植原体两个株系的tuf基因,丰富了植原体的系统分类基因信息,并为橡胶丛枝病防控提供了基础。

两种林木植原体病害的分子鉴定

近年来,林木植原体病害发生日趋严重,对我国林业经济和生态造成了很大损失。2021年-2022年,在山西沙棘主产区的沙棘上和北京冬奥园区的油松上分别出现了典型的植原体病害症状;沙棘叶片皱缩,呈小叶状;油松过度分枝生长且出现球状结构等。本研究通过荧光显微观察,16S rRNA和tuf基因序列分析,并结合虚拟限制性片段长度多态性分析证实了这两种病害均由植原体引起。基于16S rRNA的系统进化分析显示:引起沙棘叶片皱缩的植原体与泡桐丛枝植原体(Paulownia witches’-broom phytoplasma,OP107515.1)的相似性最高(99.92%),引起油松丛枝的植原体与狗尾草丛枝植原体株系(Setaria viridis witches’-broom phytoplasma,FJ263625.1)的相似性最高(99.52%);基于tuf基因的系统发育树显示,二者同属于16SrⅠ组D亚组(16SrⅠ-D)。本研究首次明确了沙棘叶片皱缩病和油松丛枝病相关植原体的分类地位,为这两种植原体病害的准确诊断、快速检测及其防治提供了基础资料。

泡桐丛枝植原体16S rDNA和延伸因子基因序列分析

对采自陕西、山西、甘肃、河南、河北、山东各省的泡桐丛枝病材料,利用巢式扩增,均得到16S rDNA基因片段约1.2kb;扩增得到植原体延伸因子(EF-Tu)tuf基因,长度约为850bp.。通过将16S rDNA基因片段和延伸因子(EF-Tu)tuf基因序列与已知植原体16Sr各组成员进行同源性比较,确定我国大陆泡桐主栽区陕西、山西、甘肃、河南、河北、山东各省与已经报道的台湾省泡桐丛枝植原体基本一致,均为同一个种,没有株系的分化,全部归属于植原体16SrI-D组,从而确定了其分类地位。

绵羊肺炎支原体延伸因子Tu基因的分子特性分析

对绵羊肺炎支原体(Mycoplasma ovipneumoniae)参考菌株Y98株和11个临床分离株的tuf基因进行克隆、测序,生物信息学分析及构建进化树,分析绵羊肺炎支原体tuf基因的分子结构特性。结果表明:Y98株和11株分离株tuf基因编码区全长1 209bp,编码402个氨基酸,氨基酸相似性为93.3%~100%,有较高的抗原指数和抗原表位,不含信号肽,平均GC含量为39.80%。Y98株与10个分离株延伸因子Tu存在1个跨膜区,含有6种不同的功能位点。而一分离株该蛋白质存在2个跨膜区,在271—274位点多出1个N-糖基化位点。12个菌株的tuf基因有117个单核苷酸突变位点,其中无义突变为41个,有义突变为76个,造成53个推导的氨基酸变化,主要发生在325—354位点靠近羧基端,有可能导致该蛋白质功能的改变。基于该基因的遗传进化与全基因组建立的进化关系一致,比16SrRNA基因更适合作为绵羊肺炎支原体进化关系的分子靶标。该基因种内保守同时也存在遗传多样性,作为分子分型的潜力值得进一步研究。

枣疯病植原体tuf和rp基因的克隆与序列分析

【目的】枣疯病是一种重要的植原体病害,本研究旨在明确北京及河北地区枣疯病植原体的分类地位,为枣疯病在亚组水平上分类提供一定的参考依据。【方法】利用植原体通用引物fTufu/rTufu和rp(v)F1A/rp(v)R1A对北京和河北地区枣疯病植原体延伸因子tuf基因和核糖体蛋白基因(rp)进行PCR扩增并进行核苷酸序列测定及相似性分析。【结果】获得北京地区JWB-XFSZ株系、JWB-XFDO株系以及河北地区JWB-TXSZ株系的tuf基因片段均为824 bp;北京地区JWB-XFSZ株系的rp基因片段为1196 bp。经序列相似性比较表明:tuf基因与16SrV组的葡萄黄叶病(Flavescence dorée)相似性最高,为92.84%,而与已经公布的其它地区(陕西杨凌)的枣疯病植原体tuf基因相似性较低,为57.29%;关于rp基因,北京地区枣疯病JWB-XFSZ株系与16SrV组的枣疯病泰山株系(JWB-Taishan)以及大麻丛枝病植原体(HFWB)相似性最高,均为99.83%,与16SrV组的成员相似性均在96%以上。【结论】北京与河北地区枣疯病植原体具有较高的相似性,而在tuf基因水平上,与陕西地区枣疯病植原体具有较大的差异;本研究中北京与河北两地区枣疯病植原体归属于16SrV组。

苦豆子丛枝病植原体的分子检测与鉴定

【目的】对苦豆子丛枝病植原体做出分子检测与鉴定。【方法】通过PCR扩增技术,分别利用植原体16S rRNA基因,16S-23S rRNA间区及tuf基因序列的通用引物对表现丛枝病症状的苦豆子总DNA进行扩增,得到约1.2、0.3和0.8 kb特异片段。将所得片段分别进行克隆、测序及序列同源性分析。【结果】苦豆子丛枝病植原体(SAWB)上述3序列与榆树黄化组B亚组(16SrV-B)的枣疯病植原体(JWB)相应序列的同源性最高。【结论】苦豆子丛枝病植原体为16Sr V-B亚组成员。

三刺皂荚黄化病植原体的分子鉴定

采用巢式PCR,分别用植原体16S rRNA,16S-23S rRNA间区序列及tuf基因的通用引物对表现黄化症状的三刺皂荚DNA进行扩增,得到大小为1.2,0.3,0.8 kb特异性片段。对该片段分别克隆、测序及序列分析表明,三刺皂荚黄化病植原体(HoY)上述3序列与榆树黄化组B亚组(16SrV-B)的枣疯病植原体(JWB))相应序列的同源性最高,分别为99.8%,100%和100%。iPhyClassifier在线分析显示,HoY与JWB(AB052876)有相同的16S rDNA酶切图谱,表明三刺皂荚黄化病植原体属于榆树黄化组B亚组(16SrV-B)。

许昌泡桐丛枝病植原体的分子鉴定

对采自河南许昌的表现丛枝症状的泡桐样品进行了病原鉴定,并通过序列同源性分析确定了其分类地位。采用16SrDNA基因的通用引物R16mF2/R16mR1、R16F2n/R16R2和延伸因子(EF-Tu)tuf基因的通用引物fTufu/rTufu,对样品总DNA进行PCR扩增,分别得到了约1.2kb和840bp的特异条带。经克隆测序,并在NCBI网站比对分析,确定所得序列分别为植原体特定的16SrDNA和tuf基因序列。将测得序列与已报道的翠菊黄化组植原体序列进行同源性比对,并构建系统进化树,显示河南许昌的泡桐丛枝病植原体属于16SrⅠ-D亚组。

绵羊肺炎支原体恒温热隔绝式PCR方法的建立

为建立绵羊肺炎支原体(Mo)感染疾病的现场便捷化诊断方法,本研究选择Mo高度保守区域tuf基因设计合成一对特异性引物和探针,建立了恒温热隔绝式PCR(iiPCR)方法并对其特异性、灵敏性进行评价。结果显示,建立的iiPCR方法仅对Mo的典型菌株和其临床分离菌株的DNA呈阳性结果,具有较强的特异性;对Mo基因组DNA的检出下限为24fg/μL,具有较高的敏感性。利用该方法检测临床样品,结果显示该方法可以从临床采集的羊鼻拭子及支气管拭子中检测出MoDNA,对扩增产物的测序表明检测结果具有较高的准确性。本研究建立的iiPCR方法为Mo的检测及其感染疾病的诊断提供了快速、便捷的技术手段。

动物源粪肠球菌快速鉴定方法的建立

为了快速、准确鉴定动物源粪肠球菌,本研究采集猪、牛、羊、鸡和马等不同动物源的粪样194份,接种到链球菌选择培养中进行分离和纯化,采用PCR方法扩增分离株中的tuf基因,采用常规微生物学方法检测其生理生化和培养特性。结果表明,194份粪样中分离到285株肠球菌,其中200株为粪肠球菌。该程序可在60 h内完成,为快速准确的鉴定粪肠球菌提供了一种可参考的方法和程序。

一种鉴别临床常见致病性葡萄球菌方法的建立与初步评价

目的建立一种鉴别临床常见致病性葡萄球菌的聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCRRFLP)方法。方法采用经全自动微生物鉴定系统和分子生物学方法准确鉴定的金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、溶血葡萄球菌各3株,提取细菌DNA,PCR扩增tuf基因,扩增产物Alu I、Hinf I双酶切后进行琼脂糖凝胶电泳,分析不同葡萄球菌酶切后带型的差异。收集临床分离葡萄球菌142株,采用建立的PCRRFLP对其进行分类鉴别,随机选择分类鉴别的葡萄球菌各20株,PCR扩增16S r DNA,扩增产物测序,将结果与Gen Bank数据库进行比对,初步评价该方法的准确性。结果金黄色葡萄球菌,表皮葡萄球菌,溶血葡萄球菌均能扩增出长668 bp DNA片段。扩增产物经Alu I、Hinf I双酶切后电泳条带不同,金黄色葡萄球菌出现三条带(108 bp/192 bp/217 bp),表皮葡萄球菌出现两条带(192 bp/304 bp),溶血葡萄球菌出现两条带(192 bp/217 bp)。PCR-RFLP结果显示,142株葡萄球菌中金黄色葡葡球菌、表皮葡葡球菌和溶血葡葡球菌分别为67、29和46株。随机挑选的20株不同种葡萄球菌16S r DNA测序结果与Gen Bank数据库对应序列的相似性均>99%,说明建立的PCR-RFLP方法能准确区分三种常见葡萄球菌。结论 PCRRFLP能准确鉴别临床常见的致病性葡萄球菌,为葡萄球菌病的分子诊断奠定了基础。