濃核病毒MpnDV的基因組結(jié)構(gòu)分析及其對煙蚜生長發(fā)育的影響.pdf

1、煙蚜可通過直接取食植株和傳播植物病毒為害多種農(nóng)作物，造成了嚴重的經(jīng)濟損失。前期研究在煙蚜體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種新的濃核病毒（Myzus persicae nicotianae densovirus，MpnDV）。濃核病毒(Densoviruses，DVs)是一種小型單鏈DNA病毒，多數(shù)可以致死寄主，部分存在互利共生的關(guān)系，近年來還有報道稱病毒與寄主之間存在協(xié)同進化的關(guān)系。為了進一步解析MpnDV對煙蚜生長發(fā)育的影響及其生物學(xué)功能，我們分析了Mp

2、nDV的全基因組序列特征，對全國29個地區(qū)的煙蚜進行病毒感染率檢測，同時通過MpnDV地理種群分化進一步分析煙蚜地理種群分化，通過生命表的手段分析了MpnDV對煙蚜生長發(fā)育和生殖的影響，主要研究結(jié)果如下:
　　(1) MpnDV全基因組克隆和結(jié)構(gòu)分析:MpnDV序列全長為5480 bp，屬雙義濃核病毒，即編碼NS(nonstructural protein)的基因和編碼VP(viral protein)的基因分別分布在2條互補鏈上

3、。對比MpnDV和 MpDV(Myzuspersicaedensovirus)的ORFs（Open Reading Frame）結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)二者的讀碼框數(shù)量和長度均存在差異，MpnDV正負鏈上各有2個讀碼框，但MpDV的正鏈上有3個讀碼框，負鏈上有2個讀碼框，且讀碼框起始與終止位點各不相同。進一步研究發(fā)現(xiàn)，堿基的插入和缺失是縮短ORF的主要原因，雖然MpnDV與MpDV表現(xiàn)出很高的同源性，但也存在一些差異，具有一些新的特征，建議將MpnD

4、V分為一個濃核病毒屬的新種。
　　(2) MpnDV的轉(zhuǎn)錄分析:通過3'和5'RACE擴增NS和VP基因，RACE結(jié)果表明MpnDVNS2完全包含在NS1內(nèi)，符合DVs的基因組結(jié)構(gòu)特征;MpnDV具有獨特的基因組結(jié)構(gòu)，其VP蛋白僅由一個ORF編碼且包含兩個內(nèi)含子序列，這與Ambidensovirus屬其他成員的由多個ORF編碼VP蛋白的轉(zhuǎn)錄方式不同。
　　(3)基于部分NS和VP基因的MpnDV遺傳分化分析:采集全國29個地

5、區(qū)共622個煙蚜樣本進行MpnDV病毒檢測，發(fā)現(xiàn)其中10個地區(qū)煙蚜的病毒攜帶率為0，8個地區(qū)的病毒攜帶率超過70％，病毒攜帶率平均為34％。表明病毒廣泛的存在于煙蚜野外種群中且不同地區(qū)病毒攜帶率存在差異。利用煙蚜COI序列來分析煙蚜地理種群的親緣關(guān)系，擴增MpnDV的部分NS和VP序列來分析病毒的地理種群分化。10個煙蚜種群病毒的FST(0.832)和Nm(0.05)表明地區(qū)間和地區(qū)內(nèi)的基因流較低且基因分化程度較高，說明MpnDV比煙蚜

6、COI序列有更高的變異性和鑒別能力，因此，如果寄主病毒攜帶率較高，可以考慮將內(nèi)共生病毒MpnDV作為潛在的標記分析昆蟲種群的變異。
　　(4) MpnDV對煙蚜成長發(fā)育和生殖的影響:通過測定煙蚜親代和子代的生命表，結(jié)果顯示，親代帶毒煙蚜發(fā)育歷期為5.40 d，不帶毒煙蚜發(fā)育歷期為5.86 d，兩者存在顯著差異（P＜0.05），說明MpnDV可以明顯縮短煙蚜的發(fā)育歷期，子代煙蚜中也存在著同樣的規(guī)律;帶毒煙蚜的壽命為18.08 d，低

7、于不帶毒煙蚜的19.98 d，兩者差異性顯著(P＜0.05)，表明MpnDV可以縮短煙蚜的壽命，但這一規(guī)律在子代煙蚜中表現(xiàn)并不顯著;帶毒煙蚜生殖后代數(shù)量為49頭，不帶毒煙蚜生殖后代數(shù)量為30頭，二者存在極顯著差異（P＜0.01），表明MpnDV可以增強煙蚜的生殖力，子代中存在著相同的趨勢。以上結(jié)果說明MpnDV與寄主煙蚜間可能是一種互利共生的關(guān)系。連續(xù)兩代生命表結(jié)果表明，MpnDV對子代的影響被削弱了。
　　綜上所述，我們在煙蚜體