免费文献传递   相关文献

Sequence diversity analysis of Cucumber mosaic virus isolates from common crops in China

我国部分地区常见农作物上黄瓜花叶病毒分离物核酸多样性分析



全 文 :植物保护学报 Journal of Plant Protection, 2016, 43(3): 427 - 433 DOI: 10􀆰 13802 / j. cnki. zwbhxb. 2016􀆰 03􀆰 011
基金项目:国家自然科学基金(31171816,31171815),国家公益性行业(农业)科研专项(201303028)
∗通讯作者(Author for correspondence), E⁃mail: dyzhang78@ gmail. com
收稿日期: 2015 - 09 - 05
我国部分地区常见农作物上黄瓜花叶病毒
分离物核酸多样性分析
陈玉珍1,2   谭新球2   朱春晖2   孙书娥2   刘  勇1,2   张德咏1,2∗
(1.湖南农业大学植物保护学院, 长沙 410128;
2.湖南省农业科学院植物保护研究所, 园艺作物害虫治理湖南省重点实验, 长沙 410125)
摘要: 为明确我国黄瓜花叶病毒株系分化及系统进化基本情况,从湖南、新疆、青海和海南 4 省区
采集1 367个样品对其进行酶联免疫和 RT⁃PCR 检测,并对分离获得的 15 个黄瓜花叶病毒
(Cucumber mosaic virus,CMV)纯化分离物 CP、MP、2b 核苷酸序列进行相似性和进化树分析及生物
学性状比较。 结果表明,辣椒、龙葵和黄瓜的 CMV 阳性检出率较高,分别为 54􀆰 13% 、29􀆰 19%和
18􀆰 46% 。 进化树分析显示 CMV⁃Q5 与 CMV亚组 II的亲缘性较高;CMV⁃N7 为新发现的重组株系,
其 CP、2b基因属于 CMV亚组 IB,MP基因却属于 CMV亚组 II;其余 13 个分离物均属于 CMV亚组
IB。 CMV⁃N7 和 CMV⁃Q5 在系统寄主心叶烟和枯斑寄主苋色藜上引发的症状相似,但比对照株系
CMV⁃P3613( IB)的发病时间要晚 1 ~ 2 d,系统花叶较温和,枯斑较小。 表明在以上 4 省区常见农作
物上广泛流行的 CMV存在分子变异。
关键词: 黄瓜花叶病毒; 检测; 进化; 核酸多样性
Sequence diversity analysis of Cucumber mosaic virus isolates from
common crops in China
Chen Yuzhen1,2   Tan Xinqiu2   Zhu Chunhui2   Sun Shu’e2   Liu Yong1,2   Zhang Deyong1,2∗
(1. College of Plant Protection, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, Hunan Province, China;
2. Key Laboratory of Integrated Management of Pests and Diseases on Horticultural Crops in Hunan Province;
Institute of Plant Protection, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha 410125, Hunan Province, China)
Abstract: In order to explore the strain differentiation and phylogenetic characteristics of Cucumber
mosaic virus ( CMV) in China, 1 367 samples displaying relevant symptoms from Hunan, Xinjiang,
Qinghai and Hainan were detected by using enzyme⁃linked immunosorbent assay (ELISA) and reverse
transcription⁃polymerase chain reaction (RT⁃PCR) methods. The results showed that the CMV detection
rates of chili, Chenopodium amaranticolor and cucumber plants were 54􀆰 13% , 29􀆰 19% and 18􀆰 46% ,
respectively. Moreover, 15 isolates of CMV were obtained through biological purification. The
phylogenetic analysis based on nucleotide sequences of 2b, CP and MP showed that CMV⁃Q5 was
classified as CMV subgroup II; CMV⁃N7 was a new natural reassortant between CMV subgroups, with its
CP and 2b being derived from CMV subgroup IB, while MP was derived from CMV subgroup II. Other
13 isolates were classified as CMV subgroup IB. Compared with CMV⁃P3613(IB) standard strain, CMV⁃
N7 and CMV⁃Q5 were significantly different in biological characteristics as their infection symptoms were
milder and appeared two days later on Nicotiana glutinosa and Chenopodium amaranticolor. These results
indicated that the CMV isolates infecting common crops in the four regions presented some molecular
variation.
Key words: Cucumber mosaic virus; detection; evolution; sequence; diversity
    黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)隶
属雀麦花叶病毒科 Bromoviridae 黄瓜花叶病毒属
Cucumovirus,是一种典型的三分体单链正义 RNA 病
毒,3 条基因组分别为 RNA1、RNA2 和 RNA3,具有
高度变异性和强适应性等特点(程朝玲等,2013)。
RNA1 编码 1a蛋白,RNA2 编码 2a蛋白,1a和 2a 蛋
白参与病毒的复制(Hayes & Buck,1990);2b 蛋白
由亚基因组 RNA4A 编码(Ding et al. ,1994),借助
RNA2 完成长距离移动(Ding et al. ,1995a),是一个
多功能蛋白; RNA3 编码 3a 移动蛋白 ( movement
protein,MP)和外壳蛋白( coat protein,CP) (Brigneti
et al. ,1998),MP 决定病毒的移动 ( Ding et al. ,
1995b;Li et al. ,2001),CP 决定病毒粒子的移动及
病毒的蚜传活性(Perry et al. ,1994;Kaplan et al. ,
1997)。 根据 CMV 的寄主范围、致病性、血清性分
析、CP核酸序列分析等将 CMV 株系或分离物大致
分为 CMV亚组 I和 CMV亚组 II,其中亚组 I进一步
分为 CMV亚组 IA和 CMV亚组 IB(Wahyuni et al. ,
1992;Hideaki et al. ,2001),表明 CMV 存在丰富的
遗传多样性。 截至目前,全世界已有 100 多个 CMV
的株系(如 Fny、SD、LY、Q)或分离物被报道,Maoka
et al. (2010)发现重组发生在 CMV 亚组 I 和 CMV
亚组 II之间。
CMV引起的花叶病是危害我国农作物的重要
病害,近 10 年来 CMV 在一些国家和地区的作物上
可造成严重危害,如植物生长缓慢,矮小、结果率低、
甚至引起绝收等。 2005—2007 年,广东省烟草上的
CMV检出率达 44􀆰 4% ,严重影响了烟草的产量和质
量(宋婷婷等,2007)。 大量的研究工作着力于对
CMV的防控,但收效甚微,究其原因,有以下几点:
首先,CMV可通过汁液摩擦和蚜虫介体等多种传播
途径进行传播,且传毒蚜虫种类极多 ( Gallitell,
2000)。 其次,我国地大物博、人口密集、气候条件
差异大、经济发展迅速、交通便利,促进多种农作物
大量种植和交叉运输,利于蚜虫的增长和迁移,为
CMV的流行和传播提供了基础(程朝玲等,2013)。
最后,CMV本身有极强的进化和适应能力(Gallitel⁃
li,2000),不同株系的 CMV 的核酸序列差异较大,
使得在抗 CMV育种方面难度加大。
目前,我国湖南、新疆、青海、和海南 4 省区
CMV的株系分化研究尚未有系统报道,本研究以
田间采集疑似病毒样品为研究对象,通过 Dot⁃
ELISA、RT⁃PCR及生物学手段检测其 CMV 的侵染
率,并结合 CP、MP 及 2b 基因核酸序列分析 CMV
亚组,以期为研究 CMV 的株系鉴定及进化机制提
供参考。
1 材料与方法
1􀆰 1 材料
供试样品:自湖南、新疆、青海和海南 4 省区共
采集了 271 个辣椒、243 个南瓜、231 个西葫芦、147
个黄瓜、96 个丝瓜、92 个番茄、88 个香瓜、71 个苦
瓜、68 个龙葵和 60 个茄子共1 367个样品。 心叶烟
Nicotiana glutinosa、苋色藜 Chenopodium Amaranticol⁃
or均由湖南省植物保护研究所分子生物学实验室
保存。
培养基:LB( Luria⁃Bertani)培养基:氯化钠 10
g、酵母提取物 5 g、胰蛋白胨 10 g。
试剂:Taq 酶、PCR 纯化回收试剂盒、Trans2K
DNA Marker、 Trans5K DNA Marker、 pEASY⁃T1 Clo⁃
ning Vector、反转录试剂盒、氨苄、青霉素购自 Trans⁃
Gen Biotech(北京)公司;CMV抗血清由浙江大学谢
燕老师提供;磷酸盐缓冲液( phosphate burrer solu⁃
tion,PBS):1􀆰 5 mmol / L KH2PO4、2􀆰 7 mmol / L KCl、
8􀆰 1 mmol / L Na2HPO4·2H2O、137 mmol / L NaCl;磷
酸吐温缓冲液(phosphate buffer solution Tween - 20,
PBST):0􀆰 05% Tween - 20、0􀆰 01 mol / L PBS;5%脱
脂奶粉:脱脂奶粉 5 g、PBST 100 mL;显色底物(底
物显色液要现配现用):四唑硝基蓝( tetranitroblue
tetrazolium chloride,NBT)、5⁃溴⁃4⁃氯⁃3⁃吲哚基⁃磷酸
盐(5⁃bromo⁃4⁃chloro⁃3⁃indolyl phosphate, BCIP);底
物缓冲液: 0􀆰 1 mol / L Tris⁃HCl、 0􀆰 1 mol / L NaCl、
0􀆰 025 mol / L MgCl2、pH 9􀆰 5;其它化学试剂均为国产
分析试剂;PCR引物由北京六合华大基因科技股份
有限公司合成。
仪器:台式离心机 5415C,Eppendorf 艾本德中
国有限公司;DYCP⁃38C 卧式水平电泳仪,北京六
一仪器厂;Alpha 凝胶成像系统,美国 Alpha 公司;
Bio⁃Rad⁃s1000 双槽 PCR仪,美国 Bio⁃Rad 公司;硝
酸纤维素膜(NC 膜),上海 Amersham公司。
824 植  物  保  护  学  报 43 卷
1􀆰 2 方法
1􀆰 2􀆰 1 酶联免疫检测
取新鲜 CMV 样品按重量体积比 1 ∶ 10 ~ 1 ∶ 50
加入 0􀆰 01 mol / L PBS 研磨;室温下8 000 r / min离心
3 min;取 2 μL上清液点到 NC膜,NC膜上滴加检测
样品的一面为正面,整个试验过程中应朝上。 室温
干燥 10 min;将 NC膜浸入到含 5%脱脂奶粉溶液室
温封闭 30 min;转入经 5%的脱脂奶粉 1 ∶ 8 000倍
稀释的单抗中 37℃孵育 1 h(抗体在使用前 10 min
之内稀释);PBST洗膜 3 ~ 4 次,每次 3 min;接着放
入 1 ∶ 8 000倍稀释的碱性磷酸酶标记羊抗鼠 IgG 二
抗 whole molecule 中室温孵育 1 h;PBST 洗膜 4 ~ 5
次,每次 5 min;最后再用 PBS 洗 5 min;显色底物
NBT 66 μL和 BCIP 33 μL 加到 10 mL 底物缓冲液
中混匀,洗好的 NC 膜用吸水纸吸干后放入底物显
色液中反应 15 min,等阳性对照显色明显,但阴性无
任何反应时,用自来水冲洗,直接观察并记录结果。
1􀆰 2􀆰 2 RT⁃PCR检测
参考硅粒吸附法(张德咏等,2005)提取植物总
RNA,用经 DNaseA处理的无菌水溶解, - 20℃保存
备用。 按照反转录试剂盒操作说明进行。 依次加入
RNA 8 μL、All Mix 4 μL、H2O 8 μL。 轻轻混匀,25℃
孵育 10 min,42℃孵育 30 min,然后 85℃加热 5 min失
活 TransScript RT / PCR Enzyme Mix。 cDNA 于 -20℃
保存备用。 检测引物 CMV⁃CP(Forward):5′⁃CAAA⁃
CAGCGAAAGAAATATGG⁃3′,CMV⁃CP(Reverse):5′⁃
CTGGATGGACAACCCGTTC⁃3′;CMV⁃MP(Forward):
5′⁃ATGGCTTTCCAAGGTACC⁃3′, CMV⁃MP ( Rever⁃
se):5′⁃ACCGTTAACCACCTGCG⁃3′;CMV⁃2b(Forwa⁃
rd): 5′⁃CAAACAGCGAAAGAAATATGG⁃3′, CMV⁃2b
( Reverse ): 5′⁃GGCGGAAGGTGCTTTCTTGAA⁃3′;
ACT(BT013707)F:5′⁃AGGCAGGATTTGCTGGTGAT⁃
GATGCT⁃3′,ACT(BT013707)R:5′⁃ATACGCATCCT⁃
TCTGTCCCATTCCGA⁃3′。 引物均由北京六合华大
基因科技股份有限公司合成。 取 0􀆰 2 mL PCR 薄壁
管,依次加入以下试剂: 10 × PCR Buffer 2 μL、
10 mmol / L dNTP混合物 1􀆰 6 μL、20 μmol / L 上游引
物 1 μL、20 μmol / L 下游引物 1 μL、cDNA 模板 1
μL、5 μ / L Taq DNA 聚合酶 0􀆰 3 μL,加灭菌水至终
体积为 20 μL。 PCR 反应条件:94℃预变性 5 min,
94℃变性 45 s,退火温度 CP、MP 及 2b 分别是 57℃
45 s、56℃ 50 s、55℃ 45 s,72℃延伸 1 min,共 34 个
循环,最后 72℃延伸 10 min,PCR产物用 1%琼脂糖
电泳检测。
1􀆰 2􀆰 3 PCR产物回收与克隆
PCR产物参照 PCR割胶回收试剂盒说明进行。
PCR产物克隆具体参照 pEASY⁃T1 Cloning Vector试
剂盒说明进行。 转化后进行菌落 PCR筛选,阳性菌
落在含 50 μg / mL 氨苄青霉素的 LB 液体培养基中
37℃、200 r / min 条件下进行培养,提取质粒并酶切
鉴定,阳性重组质粒送生工生物工程(上海)股份有
限公司进行测序。
1􀆰 2􀆰 4 序列分析
利用 Clustal X 软件分析本研究获得的 15 个
CMV分离物 CP、MP、2b 三对基因序列与 GenBank
中已登录 CMV分离物序列相似性,用 MEGA 5􀆰 0 软
件中最小进化的邻接法构建系统发育树,Bootstrap
选择1 000次重复,一般 Bootstrap 值 < 70 的分支常
被认为是不可靠的。 所用 GenBank 中已报道分离
物编号:CMV 亚组 IA 分离物 Fny、Leg、Mf、Y、O;
CMV 亚组 IB 分离物 IA、 LX、 Nt9、 SD、 Tfn、 AN、
P3613;CMV亚组 II 分离物 LS、Ly、Q、S、Trk7;选用
花生矮化病毒(Peanut stunt virus,PSV)作为本研究
构建系统发育树的外群。
1􀆰 2􀆰 5 CMV生物学检测
将采集的辣椒、黄瓜、南瓜及西葫芦等样品分别
放入研钵后,加入研磨缓冲液研磨的样品汁液和对
照株系 CMV⁃P3613( IB)分别接种到温室(28℃)苋
色藜上,用针头挑选苋色藜上的单个枯斑,放入研钵
中研磨,然后接种到撒有石英砂的心叶烟叶片上
(刘勇等,1999),3 ~ 5 d 心叶烟表现出系统花叶症
状,再取心叶烟发病叶片,加入研钵中研磨,取汁液
摩擦接种到苋色藜上,3 ~ 5 d 苋色藜表现出枯斑症
状,然后取单个枯斑再次接种至心叶烟上,重复 3
次。 最后繁殖并保存于心叶烟上。
2 结果与分析
2􀆰 1 CMV的检测与分离
采自湖南、新疆、青海和海南 4 省区共计1 367
份样品中,西葫芦、黄瓜、丝瓜、南瓜、苦瓜、香瓜、辣
椒、茄子、番茄、龙葵上的 CMV血清学和 RT⁃PCR阳
性检出率分别为 50􀆰 12% 和 54􀆰 13% 、 9􀆰 07% 和
14􀆰 25% 、 5􀆰 11% 和 7􀆰 01% 、 15􀆰 42% 和 18􀆰 46% 、
13􀆰 16% 和 14􀆰 25% 、 5􀆰 19% 和 7􀆰 54% 、 6􀆰 50% 和
6􀆰 79% 、 5􀆰 56% 和 8􀆰 11% 、 15􀆰 11% 和 18􀆰 46% 、
5􀆰 36%和 29􀆰 19% 。 分离得到的 15 个 CMV 分离物
中, CMV⁃S1、 CMV⁃S17、 CMV⁃S20、 CMV⁃S22、 CMV⁃
S28、CMV⁃Y1、CMV⁃W4、CMV⁃N5、CMV⁃N7 为湖南
9243 期 陈玉珍等: 我国部分地区常见农作物上黄瓜花叶病毒分离物核酸多样性分析
分离物, CMV⁃H1、 CMV⁃H5、 CMV⁃H6 为海南分离
物;CMV⁃X4、CMV⁃X8 为新疆分离物以及 CMV⁃Q5
为青海分离物。 这 15 个分离物的 CP、MP 及 2b 基
因的扩增产物分别为 773、834 及 334 bp。
2􀆰 2 CMV的 CP、MP及 2b基因核酸多样性分析
2􀆰 2􀆰 1 CP基因核酸序列多样性分析
15 个 CMV 分离物中有 14 个属于 CMV 亚组
IB,与 CMV亚组 IB标准株系的相似性达93􀆰 90% ~
95􀆰 56% ,而 14 个分离物间的相似性也高达
93􀆰 79% ~99􀆰 56% ;与 CMV 亚组 IA 标准株系的相
似度为 92􀆰 03% ~ 94􀆰 39% ,与 CMV 亚组 II 标准株
系的相似度只有 77􀆰 46% ~ 79􀆰 90% ;仅有 1 个来自
青海的分离物 CMV⁃Q5 归属于亚组 II,与亚组 II 标
准株系的相似度为 97􀆰 63% ~ 99􀆰 56% 。 湖南、新疆
及海南 3 省区分离物内部的相似性分别为
99􀆰 71% 、99􀆰 56%及 97􀆰 63% 。 分离物省份之间的
相似性为92􀆰 81% ~ 96􀆰 62% 。 CMV⁃Y1 与美国番茄
上的分离物 IX(20219)的亲缘关系最近,处于 1 个
分支; CMV⁃H1、 CMV⁃N5 与 Nt9 ( D28779 ) 和 Tfn
(Y16926)亲缘关系较近(图 1)。
图 1 CMV分离物 CP基因核苷酸序列系统进化树
Fig. 1 Phylogenetic analysis of CMV isolates based on CP nucleotide sequences
 
2􀆰 2􀆰 2 MP基因核酸序列多样性分析
15 个 CMV分离物中有 13 个属于MP基因亚组
IB,与亚组 IB 标准株系的相似性达到 90􀆰 44% ~
95􀆰 81% ,而湖南、新疆及海南 3 省区 CMV 亚组 IB
分离物的相似性为 97􀆰 42% ;湖南分离物 CMV⁃N7
和青海分离物 CMV⁃Q5 属于 CMV亚组 II,且相似性
为 99􀆰 19% ,但是与其余 13 个分离物的相似性为
72􀆰 92% ~78􀆰 61% (图 2)。
2􀆰 2􀆰 3 2b基因核酸序列多样性分析
15 个 CMV分离物中 14 个属于 CMV 亚组 IB,
与 CMV亚组 IB 标准株系的相似性达到 90􀆰 71% ~
94􀆰 54% ,与 CMV亚组 II 标准株系的相似度较低为
60􀆰 33% ~ 63􀆰 04% ;CMV⁃N7 属于 CMV 亚组 II,与
CMV 亚组 IB 标准株系的相似性为 60􀆰 11% ~
65􀆰 79% ,与 CMV 亚组 II 标准株系的相似度高达
99􀆰 11% ~99􀆰 61% 。 湖南、新疆和海南分离物内部
的相似性分别为 99􀆰 45% 、99􀆰 91%和 97􀆰 54% ,而分
离物省份间的相似性为 93􀆰 17% ~95􀆰 90% (图 3)。
2􀆰 3 分离物的生物学检测分析
CMV⁃N7 和 CMV⁃Q5 在系统寄主心叶烟和枯斑
寄主苋色藜上的症状与 CMV⁃P3613( IB)的症状存
在明显差异,CMV⁃N7 和 CMV⁃Q5 在系统寄主心叶
烟上较 CMV⁃P3613(IB)发病的时间延迟 1 ~ 2 d,花
叶症状温和,发病时间和发病严重度顺序为 CMV⁃
034 植  物  保  护  学  报 43 卷
图 2 CMV分离物 MP基因核苷酸序列系统进化树
Fig. 2 Phylogenetic analysis of CMV isolates based on MP nucleotide sequences
 
图 3 CMV分离物 2b基因核苷酸序列系统进化树
Fig. 3 Phylogenetic analysis of CMV isolates based on 2b nucleotide sequences
 
N7 < CMV⁃Q5 < CMV⁃P3613( IB);而且在枯斑寄主
苋色藜上 CMV⁃N7 和 CMV⁃Q5 产生的枯斑明显小于
     
CMV⁃P3613(IB)产生的枯斑,枯斑大小分别约为 1、
1 和 3 mm,表明它们的致病力存在明显差别。
1343 期 陈玉珍等: 我国部分地区常见农作物上黄瓜花叶病毒分离物核酸多样性分析
3 讨论
本研究采集的1 367个样品用浙江大学提供的
CMV抗血清检测病毒时,检测率较低,如 CMV⁃Q5、
CMV⁃X4、CMV⁃X8 等血清学检测为阴性的样品,用
RT⁃PCR方法却检测到 773 bp 目的条带,并且通过
生物学方法也获得纯化的 CMV⁃Q5、CMV⁃X4、CMV⁃
X8 病毒。 程朝玲等(2013)发现对血清学检测结果
为阴性的样品进行 RT⁃PCR 检测,可以检测到目的
片段;而 DAS⁃ELISA 检测结果为阳性的样品,也有
部分检测不到目的片段。 因此选取血清学检测为阳
性的 CMV⁃S1、CMV⁃S17、CMV⁃H1、CMV⁃H6 这 4 个
样品,通过 PCR 扩增 CP 基因序列发现 CMV⁃X4、
CMV⁃X8 与 CMV⁃S1、 CMV⁃S17、 CMV⁃H1、 CMV⁃H6
的序列相似度为 99􀆰 24% ,氨基酸比对特意位点变
异;而 CMV⁃Q5 属于 CMV亚组 II;说明样品中 CMV
病毒含量低和抗血清型都会使检测结果存在差异。
病毒株系重组或者重排是导致病毒株系致病力
变异的重要原因,也是抗性育种面临的挑战(陈玲
娜等,2011)。 本研究中来自湖南永州辣椒的分离
物 CMV⁃N7 CP及 2b基因的核酸序列进化分析中属
于 CMV亚组 IB,CP及 2b基因与其它分离物 CP 及
2b基因的序列同源性分别达 97􀆰 74%和 98􀆰 09% 。
但是 MP基因的核酸序列进化分析中属于 CMV 亚
组 II,与其它分离物 MP 基因的序列同源性仅仅为
80􀆰 04% ,而且通过生物学特性比较表明:CMV⁃N7、
CMV⁃Q5 与 CMV⁃P3613 ( IB)三者之间的症状存在
明显差异。 青海分离株系 CMV⁃Q5 来源于黄瓜侵染
样品,其发病时间延迟 1 ~ 2 d,花叶症状温和,而枯
斑寄主苋色藜上的枯斑明显小于 CMV⁃P3613( IB)
的枯斑,初步表明 CMV⁃Q5 可能是自然纯合亚组 II
株系。 2b是一个多功能蛋白,而且在低温条件下存
在核酸多态性(Roossinck,2002),本研究中 CMV⁃Q5
的 2b基因与 CMV 亚组 IA 和 IB 的同源性分别为
60􀆰 33% ~ 63􀆰 04% 和 60􀆰 87% ~ 62􀆰 50% 。 据研究
报道 2b是 CMV编码的基因沉默抑制子,在 CMV侵
染植物时对植物防卫反应进行抑制 (张兴桃等,
2011;Davino et al. ,2012),可推测 CMV⁃Q5 2b 基因
的沉默抑制活性比 CMV⁃P3613 ( IB)的弱。 并且
CMV亚组 II 病毒在高温状态下容易出现隐症及温
度敏感性的现象(田兆丰等,2009)。 由此可猜测
CMV⁃Q5 属于纯合的亚组 II 株系,由上述研究结果
可以推测 CMV⁃N7 可能存在亚组 IB与亚组 II RNA3
MP的重排或者重组(Nouril et al. ,2014)。 Urquidi
& Bishop(1992)通过人工重组证实 CMV亚组 IA和
IB之间可以进行重组,重组株系与母本株系在生物
学、致病力等方面均出现变异;而且 White et al.
(1995)和 Roossinck(2002)很早就证实了不同布尼
亚病毒株系在自然条件下同时侵染同一宿主或细胞
时,可以发生重组或者重排,番茄黄化曲叶病毒(To⁃
mato yellow leaf curl virus,TYLCV)在植物体内自然
重组非常普遍。 表明 RNA 病毒与寄主存在协同进
化,而且进化过程依赖于自身基因重组或者重排以
克服寄主植物的抗性防卫反应或者突破寄主植物的
抗性(Chen et al. ,2007)。 CMV病毒是三分体 RNA
病毒,其重组或者重排十分复杂。 有关 CMV⁃N7 自
然重组、致病性、重组片段方向遗传学定位等有待进
一步研究。
本研究获得的 15 个分离物的 CP、MP 及 2b 的
序列的系统进化分析和生物学性状分析显示,这些
样品均属于 CMV亚组 IB和 CMV亚组 II,但至少可
分为 2 个组群,且序列与寄主和省份无明显相关性,
说明在湖南、新疆、青海、和海南 4 省区 CMV存在分
子变异和株系分化趋势。
参 考 文 献 (References)
Brigneti G, Voinnet O, Li WX, Ji LH, Ding SW, Baulcombe DC.
1998. Viral pathogenicity determinants are suppressors of trans⁃
gene silencing in Nicotiana benthamiana. The EMBO Journal,
17(22): 6739 - 6746
Chen LN, Ma YX, Gao BD, Zhu SF. 2011. Analysis of key virulent
factors by pseudo⁃recombination between Cucumber mosaic virus
M and Fny strains. Acta Phytopathologica Sinica, 41(1): 49 -
56 (in Chinese) [陈玲娜, 马云霞, 高必达, 朱水芳. 2011.
用黄瓜花叶病毒 M和 Fny株系的假重组体分析致病关键因
子. 植物病理学报, 41(1): 49 - 56]
Chen YF, Chen JS, Zhang HR, Tang XS, Du ZY. 2007. Molecular
evidence and sequence analysis of a natural reassortant between
Cucumber mosaic virus subgroup IA and II strains. Virus Genes,
35(2): 405 - 413
Cheng CL, Xiang BC, Cui BM, Zheng YY. 2013. The CMV strains
differentiation of processing tomato, pumpkin and peppers in
Shihezi and Yining. Journal of Plant Protection, 40(2): 115 -
120 (in Chinese) [程朝玲, 向本春, 崔百明, 郑银英.
2013. 新疆石河子、伊宁地区黄瓜花叶病毒株系分化. 植物
保护学报, 40(2): 115 - 120]
Davino S, Panno S, Rangel EA, Davino M, Bellardi MG, Rubio L.
2012. Population genetics of cucumber mosaic virus infecting
medicinal aromatic and ornamental plants from northern Italy.
Archives of Virology, 157(4): 739 - 745
Ding B, Li QB, Nguyen L, Palukaitis P, Lucas WJ. 1995a. Cu⁃
234 植  物  保  护  学  报 43 卷
cumber mosaic virus 3a protein potentiates cell⁃to⁃cell trafficking
of CMVRNA in tobacco plants. Virology, 207(2): 345 - 353
Ding SW, Anderson BJ, Haase HR, Symons RH. 1994. New over⁃
lapping gene encoded by the cucumber mosaic virus genome.
Virology, 198(2): 593 - 601
Ding SW, Li WX, Symons RH. 1995b. A novel naturally occurring
hybrid gene encoded by a plant RNA virus facilitates long dis⁃
tance virus movement. The EMBO Journal, 14 ( 23 ):
5762 - 5772
Gallitelli D. 2000. The ecology of Cucumber mosaic virus and sus⁃
tainable agriculture. Virus Research, 71(1 / 2): 9 - 21
Hayes RJ, Buck KW. 1990. Complete replication of a eukaryotic vi⁃
rus RNA in vitro by a purified RNA⁃dependent RNA polymer⁃
ase. Cell, 63(2): 363 - 368
Hideaki N, Kazuyuki M, Iwao FS. 2001. Conversion in the require⁃
ment of coat protein in cell⁃to⁃cell movement mediated by the
Cucumber mosaic virus movement protein. Journal of Virology,
75(17): 8045 - 8053
Li QB, Ryu KH, Palukaitis P. 2001. Cucumber mosaic virus⁃plant
interactions: identification of 3a protein sequences affecting in⁃
fectivity, cell⁃to⁃cell movement, and long⁃distance movement.
Molecular Plant Microbe Interactions, 14(3): 378 - 385
Liu Y, Zhang DY, Wang XP, Zhou XP, Li DB. 1999. Construction
of a Cucumber mosaic virus coat protein gene and its application
detection of CMV. Journal of Hunan Agricultural University
(Natural Sciences), 25(5): 361 - 365 ( in Chinese) [刘勇,
张德咏, 王小平, 周雪平, 李德葆. 1999. 黄瓜花叶病毒外
壳蛋白基因克隆及在病毒检测中的应用. 湖南农业大学学
报(自然科学版), 25(5): 361 - 365]
Kaplan IB, Zhang L, Palukaitis P. 1997. Characterization of Cu⁃
cumber mosaic virus. Virology, 246(2): 221 - 231
Maoka T, Hayano YS, Iwasaki M, Yoshida K, Masuta C. 2010.
Mixed infection in tomato to ensure frequent generation of a nat⁃
ural reassortant between two subgroups of Cucumber mosaic vi⁃
rus. Virus Genes, 40: 148 - 150
Nouril S, Arevalo R, Falk BW, Groves RL. 2014. Genetic structure
and molecular variability of Cucumber mosaic virus isolates in
the United States. PLoS ONE, 9(5): e96582
Perry KL, Zhang L, Shintaku MH, Palukaitis P. 1994. Mapping de⁃
terminants in Cucumber mosaic virus for transmission by Aphis
gossypii. Virology, 205(2): 591 - 595
Roossinck MJ. 2002. Evolutionary history of Cucumber mosaic virus
deduced by phylogenetic analyses. Journal of Virology, 76(7):
3382 - 3387
Song TT, Chen RY, Yang LL. 2007. Application of multiple PCR
detection of tobacco on TMV and CMV. Liaoning Agricultural
Sciences, (1): 53 - 54 ( in Chinese) [宋婷婷, 陈荣溢, 杨
雷亮. 2007. 应用多重 RT⁃PCR检测烟草上的 TMV和 CMV.
辽宁农业科学, (1): 53 - 54]
Tian ZF, Yu JL, Liu WC, Qiu JY, Liu DW. 2009. Comparative
study on bio⁃characteristics of Cucumber mosaic virus ( CMV)
subgroups I and II. Acta Agriculturae Boreali⁃Sinica, 24(5):
201 - 205 (in Chinese) [田兆丰, 于嘉林, 刘伟成, 裘季燕,
刘德文. 2009. 黄瓜花叶病毒(CMV)亚组Ⅰ、Ⅱ分离物生物
学特性比较研究. 华北农学报, 24(5): 201 - 205]
Urquidi V, Bishop DH. 1992. Non⁃random reassortment between the
tripartite RNA genomes of La Crosse and snow shoe hare viru⁃
ses. The Journal of General Virology, 73(9): 2255 - 2265
Wahyuni WS, Dietzgen RG, Hanada K, Francki RIB. 1992. Sero⁃
logical and biological variation between and within subgroup N
and Q strains of Cucumber mosaic virus. Plant Pathology, 41
(3): 282 - 297
White PS, Morales F, Roossinck MJ. 1995. Interspecific reassort⁃
ment of genomic segments in the evolution of cucumber viruses.
Virology, 207(1): 334 - 337
Zhang DY, Tan XQ, Luo YH, He MY, Dai JP, Zhang ZH, Liu Y.
2005. Detection of Cucumber mosaic virus in pepper by single
tube RT⁃PCR. / / Proceedings of the 2005 Annual Conference of
the Chinese Society for Plant Protection. Beijing: China Agri⁃
cultural Science and Technology Press, pp. 282 - 287 (in Chi⁃
nese) [张德咏, 谭新球, 罗源华, 何明远, 戴建平, 张战
泓, 刘勇. 2005. 用单管逆转录 -聚合酶链式反应检测辣椒
黄瓜花叶病毒. / /中国植物保护学会 2005 年学术年会会议
论文集. 北京: 中国农业科技出版社, pp. 282 - 287]
Zhang XT, Li YH, Gao GZ, Cao WG, Liu XY, Wang HC, Yuan
WF. 2011. Cloning and sequence analysis of coat protein gene
of Cucumber mosaic virus under low temperature stress. Journal
of Anhui Agricultural University, 38(2): 292 - 295 ( in Chi⁃
nese) [张兴桃, 李艳红, 高贵珍, 曹稳根, 刘小阳, 王海
潮, 袁维风. 2011. 低温胁迫对黄瓜花叶病毒 CMV⁃BG株系
CP基因多态性的影响. 安徽农业大学学报, 38(2): 292 -
295]
(责任编辑:高  峰)
3343 期 陈玉珍等: 我国部分地区常见农作物上黄瓜花叶病毒分离物核酸多样性分析