书目详细信息
： 滇黄精病毒病调查、病原鉴定、抗性转录组分析及资源分子筛选
书目信息 机读格式(MARC)
| ISBN/价格： | CNY40.00 (估\呈缴)学位论文 |
|---|---|
| 作品语种： | chi |
| 出版国别： | CN 530000 |
| 题名责任者项： | 滇黄精病毒病调查、病原鉴定、抗性转录组分析及资源分子筛选/.陈泽历著/.文国松, 赵明富指导 |
| 出版发行项： | 2022.11.19 |
| 载体形态项： | 142页:;+图表:;+30cm |
| 一般附注： | 农学与生物技术学院,学号2019110032 |
| 提要文摘： | 滇黄精是一种药食两用多年生草本植物，其在云南主产区的病毒病危害严重。田间病害调查发现滇黄精病毒病的发病率高达70.56%。植株受病毒侵染后，细胞膜受损，防御反应被激活，光合作用减弱，最终导致产量和品质显著降低。在呈现花叶、斑驳以及皱缩症状的样品中观察到线状病毒粒子，通过高通量测序技术结合RT-PCR和DAS-ELISA技术检测并鉴定到4种新病毒和2个新分离物。进一步对滇黄精响应病毒侵染的转录组数据进行分析，发现其体内参与光合作用、次生代谢产物合成的关键酶基因以及参与抗病反应的相关基因被激活或抑制以抵御病毒侵染。由于病毒危害的严重性，基于抗病基因同源序列（RGAs）分析获得4个分子标记用于筛选滇黄精抗病资源。主要结果如下： （1）初步明确了云南主栽区滇黄精病毒病的发病率，分析了其对产量和品质影响的生理生化基础及影响程度。 滇黄精病毒病（花叶和斑驳症状）发病率在39.39~87.88%之间。病毒侵入体内后，其光合作用减弱，表现为Pn降低了2倍左右，叶片气孔导度降低了11.25%，CO2int降低了5.79%；叶片细胞的细胞膜发生强烈的脂膜过氧化反应，MDA的含量升高了2倍以上，细胞质中散布线状病毒粒子及其聚集形成的大量内含体，细胞内叶绿体结构受损严重，部分已发生解体；叶绿素发生降解，叶绿素a和b的含量减少了22.97%和 35.38%。同时，其体内的防御反应被激活，防御酶包括SOD、POD、PPO、PAL的活性均升高了，PPO升高了1.6倍。进而滇黄精地下根茎的膨大和嫩芽的生长受阻，单株鲜重降低了48.08%，根茎中多糖的相对含量减少了6.97%，皂苷含量减少了23.31%，黄酮含量减少了15.32%，总酚的含量减少了11.07%。 （2） 病样中的线状病毒粒子大小为260~968 nm×9~15.4 nm，分离并鉴定到PKgV1、PKMV、PPV1、PPV2四种新病毒和BCMV-DHJ1、ASGV-QJ两个新分离物。 利用高通量测序技术和RT-PCR技术鉴定到2个正单链RNA（ssRNA）病毒，并获得完整基因组序列。暂命名为滇黄精病毒1号（Polygonatum kingianum virus 1，PKgV1）和滇黄精斑驳病毒（Polygonatum kingianum mottle virus，PKMV）。PKgV1和PKMV的基因组结构具有马铃薯Y病毒属（Potyvirus）的典型特征。PKgV1的全基因组序列由9,387 个核苷酸组成，中间包含一个大的ORF（nt 123-9114），编码一个分子量约为344.65 KDa的多聚蛋白，两末端为5’-UTR和3’- UTR。PKMV完整基因组由9,979个核苷酸组成，在碱基102-9716之间包含一个大的ORF，编码一个由3,204个氨基酸组成的多聚蛋白（362.4 kDa），3’末端包含poly(A)尾。PKgV1和PKMV编码的多聚蛋白被自身编码的三种酶酶切后形成10个成熟蛋白。多聚蛋白包含Potyvirus属的特征保守基序。在核苷酸水平，PKgV1 和PKMV与potyviruses多聚蛋白的一致性为51.9-56.2%和49.4-54.6%；在氨基酸水平，一致性为49.2-52.8%和46.0-52.4%。在CP区域，PKgV1和PKMV之间具有的最高的序列一致性，为72.4%（nt）和76.7%（aa）。系统发育分析结果表明PKgV1和PKMV与Potyvirus 属成员聚为一簇，与芦笋病毒1号（AV-1，NC_025821）在一个分支。Potyvirus 属种的划分标准为多聚蛋白核苷酸<76%和氨基酸<82%的序列一致性。因此，PKgV1和PKMV为Potyvirus 属的2个新成员。进一步通过机械摩擦接种实验表明PKMV在滇黄精上引起斑驳症状。 转录组测序分析和RT-PCR扩增获得2种dsRNA病毒的完整基因组。暂命名为黄精双分病毒1号（Polygonatum partitivirus 1，PPV1）和黄精双分病毒2号（Polygonatum partitivirus 2，PPV2）。PPV1和PPV2具有双分病毒科病毒的基因组结构特征，PPV1和PPV2的全基因组均由2段dsRNA组成并在5’-UTR折叠形成茎环结构。dsRNA1和dsRNA2均只包含一个ORF。PPV1 dsRNA1由1,915个核苷酸组成，编码RdRp（ORF：58-1803 nt，581 aa）；dsRNA2由1,702个核苷酸组成，编码CP（ORF:77-1564，495 aa）。PPV2 dsRNA1由1,567个核苷酸组成，编码RdRp（ORF：93-1532，479 aa）；dsRNA2由1,530个核苷酸组成，编码CP（ORF：80-1294，404 aa）。PPV1 dsRNA1和 dsRNA2的5’-UTR包含Alphapartitivirus属病毒具有的UAGUUUUCAAAAAACU保守序列。PPV2 RdRp包含Deltapartitivirus属病毒的8个保守的基序（motif I- VIII）。双分病毒科属中不同种的划分标准为RdRp和CP氨基酸序列一致性小于90%和80%，则认为其是一个新种。序列分析显示，PPV1与Alphapartitivirus属成员的RdRp和CP具有最高的序列一致性， 为24.1-65.9%（aa）和11.4-70.3%（aa），系统发育树中与该属病毒聚为一簇；PPV2与Deltapartitivirus属成员的RdRp和CP具有最高的序列一致性，为31.9-65.9%（aa）和8.0-45.0%（aa），系统发育树中与该属病毒聚为一簇。综上认为PPV1和PPV2为双分病毒科的新病毒，分别属于Alphapartitivirus属和Deltapartitivirus属。 滇黄精病样中菜豆普通花叶病毒（Bean common mosaic virus，BCMV）和苹果茎沟病毒（Apple stem grooving virus，ASGV）的DAS-ELISA检测结果呈阳性。通过克隆从病样中获得BCMV-DHJ1的部分3’-末端序列，包含部分NIb基因（588 bp）、CP基因（864 bp）和3’-UTR非编码序列（157 bp）。BCMV-DHJ1与已经报道的BCMV中国大豆分离物（KJ807813）、花生分离物（HM776124）亲缘关系最近，在核苷酸和氨基酸水平，与BCMV大豆分离物的CP具有最高的序列一致性，为99%（nt）和100%（aa）。因此，滇黄精是BCMV的自然寄主。通过转录组序列分析获得ASGV-QJ的完整基因组，由6,368个核苷酸组成，包含5’-末端帽子结构和3’-末端poly(A)尾，基因组RNA包含2个ORFs，ORF1编码RP（nt 23-6295，241kDa）；ORF2编码MP（nt 4729-5691，36kDa）。其基因组中的核心六碱基序列UUAGGU存在于MP和CP sgRNA转录起始位点上游。ASGV-QJ与ASGV-AC（JX080201）和ASGV-Js2分离物（KU198289）的全基因组序列具有最高一致性，均为82.0%。系统发育分析表明：ASGV-QJ与ASGV-kfp聚在一个分支，与该分离物的RP和CP氨基酸序列一致性为85.7%和94.5%。因此，ASGV能自然侵染滇黄精。 （3）从分子层面分析了病毒侵染导致滇黄精产量和品质下降的原因，发掘出13个候选抗病基因。 对滇黄精受病毒侵染后的转录组数据进行分析，结果显示参与PSⅠ、PSⅡ、ATP合酶以及外周天线捕光复合体的进程的基因有28个下调表达，以抑制滇黄精的光合作用；参与有效成分合成的关键酶基因中有18个显著上调或下调，滇黄精的品质受影响；筛选到13个参与抗病反应的候选基因。为响应PKMV的侵染，CaM和CERK1在滇黄精出苗0d和70d时表达量显著下调，在出苗30d时，启动Ca2+信号介导的抗病反应，CPK、 FLS2、CNGCs表达量显著下调，CML表达量显著上调，Rboh表达量显著下调；滇黄精还通过水杨酸介导的防御反应来抵御病毒的侵染，参与这一进程的基因中NPR1表达量显著上调，SnRK2表达量显著下调；转录因子之间互作调控滇黄精的抗病反应，NAC的表达量显著下调，ERF、WRKY2、WRKY53表达量显著上调。 （5）基于RGAs分析筛选到63份抗病资源。 通过RGAs克隆法从滇黄精中扩增获得7条NBS-LRR类RGAs，序列分析表明均属于nonTIR-NBS-LRR类型。RGAs多态性分析筛选到抗病资源16份，挖掘到4个与抗病相关的标记，筛选到47 份抗病资源。 |
| 并列题名： | Investigation and Pathogen Identification of Virus Diseases and Resistant Transcriptome Analysis and Resource Molecular Screening of Polygonatum kingianum eng |
| 题名主题： | 滇黄精 病害调查 产量和品质 新病毒 转录组 抗病基因同源序列 学位论文 |
| 中图分类： | S432-533 |
| 个人名称等同： | 陈泽历 著 |
| 个人名称次要： | 文国松 指导 |
| 个人名称次要： | 赵明富 指导 |
| 团体名称等同： | 云南农业大学 授予 |
| 记录来源： | CN YNAUL 20240410 |