侵染烟草、萝卜的芜菁花叶病毒CP基因序列差异及烟蚜传毒能力研究

摘要

烟草是我国重要的经济作物。在烟草生产中烟草花叶病发生普遍,对烟叶产量和烤烟质量造成巨大损失,严重制约烟区烟叶生产。烟草花叶病可由烟草花叶病毒(Tobaccomosaicvirus,TMV),马铃薯Y病毒(PotatovirusY,PVY)、黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaicvirus,CMV)以及近年来新发现的芜菁花叶病毒(Tumipmosaicvirus,TuMV)侵染引起。田间主要由烟蚜(MyzuspersicaeSulzer)进行非持久性传播。目前,TuMV在烟田发生已呈现出逐年扩散的趋势。田间症状表现更加复杂并已造成严重危害,已成为烟草作物上的一种新的病毒病害。TuMV主要侵染十字花科作物,田间侵染烟草的TuMV是否发生变异,介体蚜虫传毒能力有何变化,目前尚无研究和报道。本论文以侵染烟草的芜菁花叶病毒和介体烟蚜为对象,应用媒介昆虫学及分子生物学的相关技术手段,比较研究了重庆地区烟草花叶病病原种类、烟田有翅蚜发生动态与烟草花叶病发生的关系、影响蚜虫传毒能力的侵染烟草和萝卜的TuMV外壳蛋白CP基因序列差异,烟蚜不同实验种群传播烟草TuMV的能力,为蚜传非持久性病毒传毒机制研究以及烟草TuMV的综合治理提供依据。本论文主要研究结果如下:
　　 1、武隆烟区有翅蚜发生动态与烟草花叶病发生的关系
　　 通过对武隆烟区烟田黄板诱蚜及鉴定发现,诱集的有翅蚜主要有4种,即烟蚜、萝卜蚜、大豆蚜,棉蚜。其中烟蚜数量最多,所占比例最大。但仅有烟蚜能够在烟株上定殖。田间烟草花叶病的发生与有翅蚜的迁入动态紧密相关。2011年武隆烟区烟草花叶病在7月上旬始发,到7月中下旬盛发,至7月底8月初烟草花叶病的发生趋于平稳。而有翅蚜迁入烟田的高峰期为7月中旬,加上烟草花叶病的潜育期,结果表明烟草花叶病的发生和有翅蚜迁入数量的增加在时间上相吻合。
　　 2、烟草花叶病病原的检测鉴定
　　 从武隆烟区采集的100多个烟草花叶病样品中随机选取24个待测样品进行间接ELISA检测。结果表明,24个检测样品均感染了TMV、CMV、PVY、TuMV,4种病毒100%复合侵染,但各病毒含量有显著的差异。其中PVY含量最高,TuMV次之,CMV最低。结果表明武隆烟区田间烟草花叶病病毒复合侵染现象严重,PVY、TuMV已成为武隆烟区的优势毒原。
　　 3、侵染烟草和萝卜TuMVCP基因的克隆及序列分析
　　 克隆了侵染烟草和萝卜上的TuMV的CP基因,其核苷酸序列长度分别是986bp和984bp,分别编码326个和307个氨基酸。对二者CP核苷酸序列、氨基酸序列进行比较,发现在TuMV的CP核苷酸序列上有14个位点发生变化,在氨基酸序列上有8个位点发生突变,但是二者CP基因编码的氨基酸均含有蚜虫传播Tusw所必需的DAG基序。相似性比较结果表明,本研究克隆的两个CP基因序列的核苷酸相似性为98.6%,氨基酸相似性为96.4%。
　　 4、烟蚜传播TuMV的传毒效率研究
　　 取食不同寄主的烟蚜传播TuMV的效率不同。在每健株接获毒无翅成蚜10头的条件下,取食烟草的烟蚜传毒效率最高,发病率为85%,取食萝卜的次之,发病率为65%,取食甘蓝的烟蚜最低,发病率为40%;同时,取食烟草的烟蚜导致供试烟株发病时间最早,取食甘蓝的最晚,萝卜次之。不同虫口密度下烟蚜传毒效率差异显著。5个处理按照供试烟株发病率高低顺序依次排列是:20头=15头>10头>5头>1头,其中,虫口密度是15,20头时,烟蚜传毒效率最高,供试烟株发病率达到100%,发病时间出现最早;而虫口密度为1头时,烟蚜传毒效率最低,供试烟株的发病率为25%,发病时间也较晚。