發(fā)布時(shí)間：2018-11-21 07:18

【摘要】：南方水稻黑條矮縮病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)和水稻鋸齒葉矮縮病毒(Rice ragged stunt virus,RRSV)同屬于呼腸孤病毒科,前者屬于斐濟(jì)病毒屬,由白背飛虱以持久性增殖型方式傳播,后者屬于水稻病毒屬,由褐飛虱以持久性增殖型方式傳播。SRBSDV是2001年于廣東省陽西縣首次發(fā)現(xiàn)、2008年鑒定的水稻病毒新種,近年來迅速擴(kuò)散至越南北部及我國南部廣大稻區(qū),成為生產(chǎn)上最主要的病害之一。RRSV在中國自1978年首次發(fā)現(xiàn)以來,一直零星發(fā)生,僅個(gè)別年份和田塊發(fā)生較重。然而近年來伴隨SRBSDV的大面積爆發(fā),RRSV在中國南部呈加重為害的趨勢,田間出現(xiàn)大量的SRBSDV和RRSV復(fù)合侵染病株。復(fù)合侵染的病毒可能發(fā)生協(xié)生作用,通過增加寄主體內(nèi)病毒含量,加重病株癥狀表現(xiàn),提高介體傳毒效率,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成更為嚴(yán)重危害。為了揭示SRBSDV和RRSV復(fù)合侵染時(shí)兩種病毒的互作,本文展開了一系列研究,主要結(jié)果如下:1.復(fù)合侵染的水稻植株內(nèi)SRBSDV和RRSV發(fā)生了協(xié)生作用,病害癥狀加劇,病毒含量提高。癥狀觀察表明,復(fù)合侵染導(dǎo)致水稻植株顯癥時(shí)間提前,接毒后第15 d,50%復(fù)合侵染植株上部新生葉片就出現(xiàn)葉尖扭曲癥狀,而SRBSDV和RRSV單獨(dú)侵染的植株在20d時(shí)才觀察到該癥狀。在接種后9d、15d和20d時(shí),復(fù)合侵染植株的高度分別僅為健康植株的87.8%、50.8%和32.8%,是SRBSDV單獨(dú)侵染時(shí)的90.6%、83.3%和75.5%,是RRSV單獨(dú)侵染時(shí)的92.4%、67.7%和58.4%,復(fù)合侵染造成的植株矮縮顯著重于單獨(dú)侵染。RT-qPCR對病株中兩病毒所有基因表達(dá)水平的檢測結(jié)果表明,與單獨(dú)侵染相比,早(9d)、中(15d)和后(20d)期3個(gè)病程點(diǎn)復(fù)合侵染植株體內(nèi)SRBSDV P5-1、P7-1、P9-1和P10以及RRSV P3、P6、P8和P10表達(dá)水量均顯著增加。在這些上調(diào)表達(dá)的病毒基因中,除殼蛋白基因外,均為病毒復(fù)制工廠(病毒基質(zhì))組份相關(guān)基因,暗示復(fù)合侵染時(shí)兩種病毒的復(fù)制能力受到了相互促進(jìn)。2.白背飛虱和褐飛虱從復(fù)合侵染植株上獲毒效率顯著提高。與單獨(dú)侵染植株相比,在病程第9d、15d和20d的植株上飼毒24 h,白背飛虱和褐飛虱從復(fù)合侵染植株上的獲毒效率分別提高了7.4%、27.8%、21.2%和11.5%、19.3%、15.3%。表明SRBSDV和RRSV的協(xié)生同時(shí)增加了兩種病毒介體的獲毒效率,因此,SRBSDV的暴發(fā)不但直接對水稻生產(chǎn)構(gòu)成威脅,而且通過與RRSV協(xié)生,提高兩病毒介體獲毒能力,加劇兩病毒的流行。3.兩病毒復(fù)合侵染導(dǎo)致水稻更嚴(yán)重的細(xì)胞病理學(xué)變化。透射電鏡觀察表明,無論是病程早(9d)、中(15d)和晚(20d)期,srbsdv和rrsv復(fù)合侵染均比單獨(dú)侵染引致更嚴(yán)重的細(xì)胞病理學(xué)變化,主要表現(xiàn)在病株上部第一平展葉韌皮部細(xì)胞內(nèi)的病毒粒體數(shù)量和病毒基質(zhì)數(shù)量均顯著增多;葉肉細(xì)胞中葉綠體腫大更為嚴(yán)重,線粒體數(shù)量和嗜鋨顆粒數(shù)量均顯著增加,脂滴增大更為明顯,反映了兩病毒協(xié)生需消耗更多能量,寄主脂類代謝嚴(yán)重受阻,細(xì)胞器受損更為嚴(yán)重。4.兩病毒復(fù)合侵染對水稻rna沉默途徑關(guān)鍵蛋白基因表達(dá)模式的影響明顯不同于單獨(dú)侵染。采用rt-qpcr分析了感病水稻植株8個(gè)dcl(osdcls),19個(gè)ago(osagos)以及5個(gè)rdr(osrdrs)的表達(dá)水平,結(jié)果表明,兩病毒單獨(dú)及復(fù)合侵染均會(huì)導(dǎo)致osago11及osago18的表達(dá)上調(diào),其中復(fù)合侵染時(shí)osago11的上調(diào)幅度顯著大于srbsdv單獨(dú)侵染,在病程9d、15d和20d時(shí),分別是srbsdv單獨(dú)侵染時(shí)的1.26倍、1.55倍和1.83倍;但與rrsv單獨(dú)侵染時(shí)表達(dá)量差異不顯著。osago18的表達(dá),在復(fù)合侵染與兩病毒單獨(dú)侵染之間不存在顯著差異。兩病毒單獨(dú)侵染對8個(gè)osdcls的表達(dá)均不造成顯著影響,但復(fù)合侵染時(shí)有時(shí)3個(gè)osdcls(osdcl2a、osdcl3b和osdcl4)的表達(dá)被顯著上調(diào)。兩種病毒單獨(dú)及復(fù)合侵染均使osrdr1及osrdr4表達(dá)上調(diào),而復(fù)合侵染時(shí)兩者的上調(diào)幅度顯著升高,在病程9d、15d和20d時(shí),復(fù)合侵染植株中osrdr1的表達(dá)分別是srbsdv單獨(dú)侵染時(shí)的7.81、9.00和9.98倍,是rrsv單獨(dú)侵染時(shí)的8.35、9.69和10.14倍;osrdr4的表達(dá)分別是srbsdv單獨(dú)侵染時(shí)的4.56、9.11和10.76倍,是rrsv單獨(dú)侵染時(shí)的4.82、5.56和5.83倍。表明srbsdv和rrsv協(xié)生深刻影響了水稻rna沉默路徑。5.兩病毒rna沉默抑制子的功能具有加性效應(yīng)。利用農(nóng)桿菌共浸潤的方法,以轉(zhuǎn)gfp基因本生煙16c為材料,分析了srbsdv的沉默抑制子sp6和rrsv的沉默抑制子rp6單獨(dú)及復(fù)合作用對gfp沉默抑制的活性。注射后1d,sp6和rp6單獨(dú)處理分別僅19.83%和30.42%的浸潤區(qū)域觀察到微弱的綠色熒光,而兩者復(fù)合處理則有高達(dá)89.02%的浸潤區(qū)域觀察到明顯的綠色熒光;同時(shí),復(fù)合處理浸潤區(qū)域gfpmrna表達(dá)水平顯著高于sp6和rp6單獨(dú)處理浸潤區(qū)域,分別是后兩者的3.36倍和3.18倍。注射后2d,各處理的綠色熒光信號均達(dá)到最強(qiáng),復(fù)合浸潤區(qū)域gfpmrna表達(dá)量分別是sp6和rp6單獨(dú)浸潤區(qū)域的1.12倍和1.14倍,但差異不顯著。注射后3d,sp6和rp6單獨(dú)浸潤的區(qū)域綠色熒光信號開始減弱,而兩者復(fù)合浸潤區(qū)域仍保持明顯的綠色熒光;同時(shí),復(fù)合浸潤區(qū)域gfpmrna表達(dá)量分別是sp6和rp6單獨(dú)浸潤區(qū)域的2.04倍和1.39倍,差異顯著。結(jié)果表明,RP6比SP6抑制效果更強(qiáng),而兩病毒沉默抑制子的共同作用,可顯著提早抑制時(shí)間,增加抑制強(qiáng)度,延長抑制維持期,這極可能是兩病毒表現(xiàn)協(xié)生的機(jī)理之一。以上研究結(jié)果,清晰地解釋了田間大量發(fā)生SRBSDV和RRSV復(fù)合侵染的現(xiàn)象,并且提示兩病毒的流行具有相互促進(jìn)的可能性,同時(shí)為深入研究病毒協(xié)生分子機(jī)理提供了新的線索。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S435.11

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本文編號：2346291