本文關(guān)鍵詞：不同煙粉虱隱種傳播中國番木瓜曲葉病毒的能力比較及機(jī)制研究

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【摘要】：20世80年代以來,隨著全球氣候變暖以及頻繁的貿(mào)易、運(yùn)輸?shù)热祟惢顒?dòng),煙粉虱在世界各地廣泛暴發(fā)。煙粉虱暴發(fā)往往導(dǎo)致雙生病毒病的流行,并危害包括木薯、番茄、棉花和煙草等在內(nèi)的多種重要經(jīng)濟(jì)作物,造成了巨大的損失。中國番木瓜曲葉病毒(Papaya leaf curl China virus, PaLCuCNV)屬于雙生病毒科(Geminiviridae)菜豆金色花葉病毒屬(Begomovirus),該屬病毒只能通過煙粉虱傳播而擴(kuò)散。很多研究表明,煙粉虱是一個(gè)物種復(fù)合體,不同煙粉虱隱種傳播同一種雙生病毒的特性不同。為了明確不同煙粉虱隱種傳播PaLCuCNV的能力,我們比較了兩個(gè)入侵隱種Middle East-Asia Minor 1(MEAM1)、Mediterranean (MED)和兩個(gè)土著隱種Asia 1、Asia Ⅱ 7獲取、存留和傳播該病毒的能力；同時(shí)我們還以兩個(gè)入侵煙粉虱MEAM1和MED為對象,深入研究了兩種煙粉虱傳播PaLCuCNV能力差異的生理和分子機(jī)制。主要研究結(jié)果如下：(1)比較四個(gè)煙粉虱隱種傳播中國番木瓜曲葉病毒的能力四個(gè)煙粉虱隱種都可以從帶毒番茄上獲取PaLCuCNV。MED在帶毒植物上飼毒30 min時(shí),開始有10%的個(gè)體帶毒；當(dāng)在帶毒植物上飼毒1h時(shí),另外三個(gè)隱種也開始有10%的個(gè)體帶毒。隨著在飼毒時(shí)間的延長,四個(gè)隱種帶毒的比例逐漸上升；當(dāng)飼毒24 h時(shí),MEAM1、MED和Asia Ⅱ 7帶毒率達(dá)100%；Asia 1飼毒48 h后帶毒率也上升到100%。而且,四個(gè)隱種均可持續(xù)存留PaLCuCNV,但是隨著持毒時(shí)間的延長MED、Asia Ⅱ7和Asia 1帶毒率逐漸降低；Asia 1帶毒率減少速度最快,持毒25 d時(shí)已經(jīng)檢測不到病毒的存在；MED和Asia Ⅱ 7持毒40 d時(shí),煙粉虱帶毒率為50-60%；而MEAM1持毒能力最強(qiáng),持毒30d時(shí)帶毒率依舊為100%,而持毒40 d時(shí)帶毒率下降到80%。四個(gè)煙粉虱隱種單頭傳毒均可引起番茄發(fā)病,且MEAM1的傳毒效率要顯著高于另外三個(gè)煙粉虱隱種的傳毒效率。番茄發(fā)病的比例也隨接種密度的升高而升高。當(dāng)每株番茄用1頭煙粉虱去傳毒時(shí),MED和Asia 1的傳毒效率均低于10%,Asia Ⅱ 7的傳毒效率只有33%,但是MEAM1卻高達(dá)80%。而且,PaLCuCNV病毒量在四個(gè)煙粉虱隱種體內(nèi)的積累也與煙粉虱傳播PaLCuCNV的效率呈正相關(guān)。上述結(jié)果表明,四個(gè)煙粉虱隱種都可以獲取、存留和傳播PaLCuCNV,但是傳播效率不同,MEAM1是PaLCuCNV最有效的傳毒介體。且煙粉虱傳播PaLCuCNV的能力與其體內(nèi)的病毒量呈正相關(guān)。(2) MEAM1和MED煙粉虱傳播PaLCuCNV能力差異的生理和分子機(jī)制通過比較一直在PaLCuCNV感病番茄上飼養(yǎng)的MEAM1和MED煙粉虱的傳毒效率發(fā)現(xiàn),即使通過更長時(shí)間的獲毒和傳毒,MED的傳毒效率只有5%,相反MEAM1的傳毒效率高達(dá)93%,而且MEAM1煙粉虱體內(nèi)的病毒量顯著高于MED體內(nèi)的病毒量。煙粉虱持續(xù)獲毒和持毒的結(jié)果表明,MEAM1體內(nèi)病毒量一直高于MED體內(nèi)的病毒量。對蜜露進(jìn)行絕對定量的結(jié)果顯示,煙粉虱分泌蜜露中病毒含量很高,且MED分泌蜜露中的病毒量在48h時(shí)顯著高于MEAM1,表明MED體內(nèi)較低病毒量可能是因?yàn)椴《緩钠湎肋M(jìn)入煙粉虱體內(nèi)的效率較低,更多的病毒隨蜜露被排出體外。而MEAM1煙粉虱體內(nèi)較高病毒量并非是由于從植物韌皮部取食了更多的病毒量,而是因?yàn)楦嗟牟《居蒑EAM1的消化道進(jìn)入體內(nèi)。通過實(shí)時(shí)熒光定量PCR和免疫熒光技術(shù)研究PaLCuCNV在兩種煙粉虱體內(nèi)的分布發(fā)現(xiàn),MEAM1中腸、血淋巴和頭胸中的相對病毒含量要顯著高于MED相應(yīng)組織的相對病毒含量,表明PaLCuCNV穿過MED中腸腸壁的效率很低,顯著低于病毒穿過MEAM1中腸腸壁的效率,進(jìn)而影響了煙粉虱的獲毒、持毒與傳毒。通過將TYLCV CP部分序列與PaLCuCNV CP的部分序列互換得到mPaLCuCNV和mTYLCV, MED獲取InPaLCuCNV的效率很高,變得與MEAM1沒有差異,且中腸定量PCR和免疫熒光試驗(yàn)也表明mPaLCuCNV可以高效地由MED的消化道中進(jìn)入其中腸組織中,這與兩個(gè)煙粉虱隱種獲取TYLCV的情況一致；相反的是,mTYLCV在MED體內(nèi)的相對含量要顯著低于在MEAM1體內(nèi)的相對含量,且中腸定量PCR和免疫熒光試驗(yàn)也表明nTYLCV穿過MED中腸腸壁的效率很低,顯著低于病毒穿過MEAM1中腸腸壁的效率,這與兩個(gè)煙粉虱隱種獲取PaLCuCNV的情況一致。上述結(jié)果表明PaLCuCNV穿過MED中腸腸壁的效率限制了病毒在其體內(nèi)的積累,而且PaLCuCNV能否高效地進(jìn)XMED煙粉虱體內(nèi)與PaLCuCNV CP的第82-221位氨基酸有關(guān)。綜上所述,本文研究了四個(gè)煙粉虱隱種獲取、存留和傳播PaLCuCNV的能力;同時(shí)揭示了不同煙粉虱隱種獲取PaLCuCNV差異的生理和分子機(jī)制。這些結(jié)果不僅可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的理論基礎(chǔ),還促進(jìn)了對煙粉虱-雙生病毒互作的認(rèn)識。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S43

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本文編號：1263274