免费文献传递   相关文献

Identification and characterization of Cotton leaf curl Multan virus from Hibiscus rosa-sinensis in Jiangsu

江苏朱槿上分离到的木尔坦棉花曲叶病毒基因组结构特征分析



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  45(4): 361 ̄369(2015)
收稿日期: 2014 ̄06 ̄06ꎻ 修回日期: 2015 ̄03 ̄14
基金项目: 公益性行业 (农业)科研专项经费资助 ( 201003065)ꎻ国家自然科学基金资助项目 ( 31100366)ꎻ江苏省自然科学基金
(BK2011270)ꎻ江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(12)5003]
通讯作者: 周益军ꎬ研究员ꎬ主要从事植物病毒研究ꎻTel:025 ̄84390391ꎬE ̄mail:yjzhou@ jaas.ac.cn
共同第一作者: 张 晖ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事粉虱传双生病毒研究ꎻ
季英华ꎬ男ꎬ助理研究员ꎬ主要从事粉虱传双生病毒研究ꎻTel:025-84390394ꎬE ̄mail:jiyinghua@ jaas.ac.cnꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2015.04.004
江苏朱槿上分离到的木尔坦棉花曲叶病毒
基因组结构特征分析
张 晖1#ꎬ 季英华2#ꎬ 吴淑华2ꎬ 赵文浩2ꎬ 周 彤2ꎬ 周益军1ꎬ2∗
( 1南京农业大学植物保护学院ꎬ南京 210095ꎻ 2江苏省农业科学院植物保护研究所ꎬ南京 210014)
摘要:2012年 5月ꎬ江苏南京朱槿上出现一种新的病毒病害ꎬ病株表现明显的叶片上卷、叶脉肿大、叶背伴有耳突、植株矮缩
等症状ꎮ 根据其症状及介体发生状况ꎬ对其伴随的病毒种类进行研究ꎬ结果发现采集的 46 份典型症状样品体内均可以检
测到粉虱传双生病毒ꎬ对其基因组 DNA ̄A组分克隆测序后发现其全长 2 736 bpꎬ编码 6个 ORFꎬBLAST分析显示该病毒与
木尔坦棉花曲叶病毒同源性最高(99.9%)ꎬ是木尔坦棉花曲叶病毒的一个分离物ꎮ 病样中同时还检测到伴随 DNAβ卫星分
子ꎬ测序结果显示该卫星全长 1 346 bpꎬ编码 1个 ORFꎬBLAST及聚类分析结果显示该 β卫星与木尔坦棉花曲叶病毒 β卫星
同源性最高(99.7%)ꎬ为木尔坦棉花曲叶病毒 β卫星的一个分离物ꎮ 这是木尔坦棉花曲叶病毒首次在长江流域的报道ꎮ
关键词:木尔坦棉花曲叶病毒ꎻ 朱槿ꎻ β卫星ꎻ 江苏
Identification and characterization of Cotton leaf curl Multan virus from Hibiscus
rosa ̄sinensis in Jiangsu   ZHANG Hui1ꎬ JI Ying ̄hua2ꎬ WU Shu ̄hua2ꎬ ZHAO Wen ̄hao2ꎬ ZHOU
Tong2ꎬ ZHOU Yi ̄jun2   ( 1College of Plant Protectionꎬ Nanjing Agricultural Universityꎬ Nanjing 210095ꎬ Chinaꎻ 2 Institute
of Plant Protectionꎬ Jiangsu Academy of Agricultural Sciencesꎬ Nanjing 210014ꎬ China)
Abstract: A new virus disease on Hibiscus rosa ̄sinensis was found in Nanjingꎬ Jiangsu Province in may 2012.
Typical symptoms like leaf curlingꎬ vein swelling and enations on the undersides of leaves were observed on the
infected plants. Based on the symptom and the vector occurred in the fieldsꎬ the associated virus was studied and
a whitefly ̄transmitted geminvirus was detected and the full length of DNA ̄A was cloned and sequenced. The
genome of DNA ̄A (2 736 bp) encoded 6 ORFs and shared the highest identity (99.9%) with Cotton leaf curl
Multan virusꎬ which confirmed that the virus was an isolate of Cotton leaf curl Multan virus. Besides DNA ̄Aꎬ
a DNAβ was also detected. The genome of DNAβ (1 346 bp) encoded 1 ORF and shared the highest identity
(99.7%) with Cotton leaf curl Multan betasatelliteꎬ which indicated that the betasatellite was an isolate of Cotton
leaf curl Multan betasatellite. To our knowledgeꎬ this is the first report of Cotton leaf curl Multan virus occurred
in Yangtze River Basin.
Key words: Cotton leaf curl Multan virusꎻ Hibiscus rosa ̄sinensisꎻ betasatelliteꎻ Jiangsu
中图分类号: S432.41          文献标识码: A          文章编号: 0412 ̄0914(2015)04 ̄0361 ̄09
    木尔坦棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl Multan
virusꎬ CLCuMuV)是一种重要的粉虱传双生病毒ꎬ
属于双生病毒科(Geminiviridae)菜豆金色花叶病
毒属 ( Begomovirus) 成员ꎬ是引起棉花曲叶病
 
植物病理学报 45卷
(Cotton leaf curl diseaseꎬ CLCuD)的重要病原之
一[1~3]ꎮ CLCuMuV最早在巴基斯坦木尔坦地区发
现[3]ꎬ之后该病毒扩散到巴基斯坦其他地区及印
度等地[4]ꎮ 由 CLCuMuV 及其它相关病毒侵染
(或复合侵染)导致的棉花曲叶病在印度及巴基斯
坦等地爆发ꎬ使当地的棉花产业损失惨重ꎮ 仅
1992~1997年ꎬ该病在巴基斯坦造成 50 亿美元的
经济损失ꎮ 该病的蔓延发生直接威胁印度及东南
亚的棉花生产[2ꎬ3]ꎮ
    CLCuMuV病毒粒体为典型的孪生颗粒状ꎬ大
小(18 ~ 20) nm × 30 nmꎬ基因组结构为单链环状
DNA(ssDNA)ꎬ含有 DNA ̄A组分同时伴随一个卫
星分子ꎮ DNA ̄A组分大小 2.7 ~ 2.8 kbꎬ含有 6 个
ORFꎬ分别编码 V1 ( Capsid proteinꎬ CP )、 V2
(Movement proteinꎬ MP)、C1(Replication initiator
proteinꎬ Rep)、C2(Transcriptional activator proteinꎬ
TrAP)、C3(Replication initiator proteinꎬ Ren)和 C4
蛋白ꎮ DNAβ 卫星大小约 1.3 kbꎬ含有 1 个 ORFꎬ
编码 βC1蛋白ꎮ DNAβ卫星的复制及传播扩散依
赖 DNA ̄A组分完成[5ꎬ6]ꎮ
    在我国 CLCuMuV最早于 2006年在广东省广
州市首次出现发生危害的报道[7]ꎬ之后陆续蔓延
至广东其他地区及广西[8]、福州[9]等地ꎮ 其危害
寄主包括朱槿[10]、黄秋葵[11ꎬ12]、悬铃花[13] 及棉
花[14]等ꎮ
    朱槿(Hibiscus rosa ̄sinensis)又称扶桑、大红花
等ꎬ属于锦葵科木槿属(与棉花同科)ꎬ在我国广东、
广西(南宁市花)、海南、福建等地主要作为绿化树木
大面积种植ꎮ 近年随着暖冬等气候变化及设施农业
的发展ꎬ江苏省也将朱槿作为观赏及绿化苗木陆续
栽培ꎮ 2012年 5月ꎬ在南京当地种植的朱槿上发现
典型曲叶病症状ꎬ病株叶片上卷、叶脉肿胀、叶背伴
有耳突ꎮ 本文对其伴随病毒进行了相关研究ꎮ
1  材料与方法
1.1  病样采集
    病样于 2012年 5月采自江苏省南京市发病朱
槿ꎬ样品表现明显的叶片上卷、叶脉肿大、叶背伴有
耳突等症状ꎮ
1.2  DNA提取
    采用碱裂解法提取病样总 DNA[15]ꎬ作为 PCR
模板ꎮ
1.3  粉虱传双生病毒检测
    根据双生病毒基因组间隔区及外壳蛋白保守
序 列 设 计 引 物 PA ( 5′ ̄TAATATTACCKG ̄
WKGVCCSC ̄3′)和 PB(5′ ̄TGGACYTTRCAWGG ̄
BCCTTCACA ̄3′) [16]进行 PCR 扩增(R = A / GꎬW
=A / TꎬS=G / CꎬY=C / TꎬK=G / TꎬV=A / G / CꎬB=
G / C / T)ꎮ PCR反应体系:10×PCR反应缓冲液(含
Mg2+)2.5 μL、dNTP(10 mmol / L)0.5 μL 、5′端引
物(10 μmol / L)1.5 μL、3′端引物(10 μmol / L)1.5
μL、Taq酶 0.5 μL、模板 DNA 1.5 μLꎬ加双蒸水定
容 25 μLꎮ 扩增条件:94℃预变性 5 minꎻ94℃变性
45 sꎬ50℃退火 45 sꎬ72℃延伸 1 minꎬ5 个循环ꎻ
94℃变性 45 sꎬ55℃退火 45 sꎬ72℃延伸 1 minꎬ30
个循环ꎻ72℃继续延伸 10 minꎮ
    PCR产物经 1%琼脂糖凝胶ꎬ0.5×TAE 缓冲液
和 150 V电压下电泳ꎬ0.5 μg / mL 溴化乙锭(EB)
染色 15 min后于凝胶成像系统中观察ꎮ 选取代表
性样品 PCR扩增产物(约 500 bp)进行序列测定ꎮ
1.4  DNA ̄A组分的克隆
    根据引物 PA / PB测定的部分序列ꎬ设计背靠背
特异引物 CL_1A_BF(5′ ̄ATGTGGGATCCATTGT ̄
TAAACGAATTTCC ̄3′)和 CL _ 1A _ KR ( 5′ ̄GGG ̄
GTACCGTTTGAATTTGAAACTTAGTGCGC ̄3′) 扩
增 DNA ̄A 全长ꎬ PCR 扩增条件为 94℃ 预变性
5 minꎻ94℃变性 1 minꎬ57℃退火 1 minꎬ72℃延伸
3.5 minꎬ35个循环ꎻ72℃继续延伸 10 minꎮ
    PCR扩增产物经 1%琼脂糖凝胶电泳ꎬ由 Axy ̄
gen DNA凝胶回收试剂盒分离纯化ꎬ回收产物连
接 PMD18 ̄T载体(参照试剂盒使用说明操作)ꎬ热
击法转化大肠杆菌 DH5αꎬ挑选阳性克隆ꎬ进行序
列测定ꎮ
1.5  DNAβ卫星的检测及克隆
    利用引物 β1(5′ ̄GGTACCACTACGCTACG ̄
CAGCAGCC ̄3′) 和 β2 ( 5′ ̄GGTACCTACCCTC ̄
CCAGGGGTACAC ̄3′) [17]检测样品中是否存在
DNAβ卫星分子ꎬPCR 扩增条件为 94℃预变性
5 minꎻ94℃变性 45 sꎬ60℃退火 45 sꎬ72℃延伸
90 sꎬ30个循环ꎻ72℃继续延伸 10 minꎮ
    PCR扩增产物经 1%琼脂糖凝胶电泳后回收
263
 
  4期 张 晖ꎬ等:江苏朱槿上分离到的木尔坦棉花曲叶病毒基因组结构特征分析
连接 pMD18 ̄T 载体ꎬ筛选阳性克隆ꎬ进行序列
测定ꎮ
1.6  序列测定及分析
    序列测定委托南京金斯瑞生物工程技术服务
有限公司完成ꎬ测序结果利用软件 DNAStar 进行
拼接及序列同源性分析ꎬ序列多重比对使用
ClustalX软件完成ꎬ聚类分析及进化树构建采用
MEGA5软件的邻接法(Neighbor ̄joining)完成ꎬ进
化树的可信度使用 1 000次自导复制验证[18]ꎮ
2  结果与分析
2.1  病样采集及检测结果
    2012年 5 月ꎬ江苏南京朱槿上出现一种病毒
病ꎬ染病植株表现明显的叶片边缘上卷ꎬ叶脉肿大ꎬ
叶背面伴有耳突等症状(图 1)ꎮ 该病 2012 年仅零
星发生ꎬ2013 年调查时发现原发病区种植的朱槿
都表现明显的病害症状ꎬ有些病株甚至出现典型的
矮化症状ꎮ
    该病常伴随烟粉虱发生ꎬ推测与粉虱传双生病
毒有关ꎮ 利用粉虱传双生病毒通用引物( PA 和
PB)ꎬ对 2012年采集的 46 份样品进行检测ꎬ结果
显示ꎬ所有样品均检测到阳性条带(约 500 bp)ꎮ
对阳性样品 PCR 产物纯化后进行序列测定ꎬ结果
表明分离物之间的同源性非常高ꎬ超过 99%ꎬ说明
江苏省朱槿曲叶病可能与粉虱传双生病毒相关ꎮ
2.2  JS ̄Hi ̄3 DNA ̄A 组分基因组结构及其聚类
分析
    根据粉虱传双生病毒基因组结构特征ꎬ结合
PA和 PB扩增产物测序结果ꎬ设计引物(CL_1A_
BF和 CL_1A_KR)扩增 DNA ̄A组分全长ꎬ选取代
表性分离物 JS ̄Hi ̄3 DNA为模板ꎬ利用该引物进行
PCR扩增ꎬ扩增到大小约 2.7 kb 的特异条带(图
2)ꎬ将该条带回收后连接 pMD18 ̄T 载体ꎬPCR 法
筛选阳性克隆ꎬ测定序列ꎮ
Fig. 1  Symptoms of infected Hibiscus rosa ̄sinensis (right) compared
with a healthy one ( left) in Nanjingꎬ Jiangsu Province
Fig. 2  PCR amplification of DNA ̄A and DNAβ from JS ̄Hi ̄3
M: DNA MarkerⅢꎻ DNA ̄A: PCR products with primers CL_1A_BF/ CL_1A_KRꎻ DNAβ: PCR products with primers β1/ β2.
363
 
植物病理学报 45卷
    序列测定结果显示ꎬJS ̄Hi ̄3 分离物 DNA ̄A
(JS ̄Hi ̄3 ̄A)全长 2 736 bpꎬ编码 6 个 ORF 和一个
IR区ꎬ其中正义链编码 V1 及 V2 蛋白ꎬ反义链编
码 C1、C2、C3 和 C4 蛋白ꎬ分别参与病毒的侵染、
复制、移动、传播、致病等过程ꎮ IR 区含有一个茎
环结构ꎬ其中的保守域 TAATATTAC 是病毒复制
起始位点ꎮ
    对 JS ̄Hi ̄3 ̄A 进行 BLAST 分析ꎬ结果显示其
与木尔坦棉花曲叶病毒的同源性最高(99.9%)ꎬ聚
类分析的结果也显示其与木尔坦棉花曲叶病毒聚
类到同一个分支ꎬ并与中国广东、广西分离物的同
源性最高ꎬ共同聚类于一个小分支上ꎬ而与印度、巴
基斯坦分离物同源性要低一些ꎬ分别聚类于不同的
小分支(表 1、图 3)ꎮ 这些结果显示:江苏朱槿上检
测到的粉虱传双生病毒为木尔坦棉花曲叶病毒ꎬ该
病毒与之前中国广西、广东等地报道的分离物同源
性最高ꎬ而与印度、巴基斯坦等地的分离物同源性较
低ꎬ暗示该病毒可能来源于中国的广东、广西ꎮ
Table 1  Sequence similarity of JS ̄Hi ̄3 ̄A with other related begomoviruses
Accession Length / bp Virus Host Country Similarity∗ / %
JS ̄Hi ̄3 ̄A 2 736 Cotton leaf curl Multan virus Hibiscus rosa ̄sinensis China: Jiangsu
GQ924756 2 738 Cotton leaf curl Multan virus Gossypium hirsutum China: Guangxi 99.9
EF465535 2 737 Cotton leaf curl Multan virus H. rosa ̄sinensis China: Guangdong 99.9
GQ503175 2 737 Cotton leaf curl Multan virus H. rosa ̄sinensis China: Guangxi 99.9
FJ770370 2 737 Cotton leaf curl Multan virus Abelmoschus esculentus China: Guangdong 99.7
GU574208 2 738 Cotton leaf curl Multan virus A. esculentus China: Guangxi 99.7
X98995 2 747 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan 95.8
AJ496461 2 747 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan:Faisalabad 95.8
EU384573 2 757 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan: Multan 94.4
AJ002458 2751 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan 96.1
AJ002447 2 751 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan 96.1
AJ496287 2 750 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan 95.4
FJ218487 2 739 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan 91.3
EU365615 2 739 Cotton leaf curl Multan virus Gossypium darwinii Pakistan 92.0
EU365614 2 735 Cotton leaf curl Multan virus G. darwinii Pakistan 90.5
EU365613 2 740 Cotton leaf curl Multan virus G. darwinii Pakistan 89.6
FJ218486 2 735 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan 91.0
AY765256 2 738 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum India: Delhi 90.3
AY765253 2 725 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum India: Hissarꎬ Haryana 90.5
DQ191160 2 753 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum India 89.3
AJ132430 2 722 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum Pakistan 92.5
AJ002459 2 725 Cotton leaf curl Multan virus A. esculentus India 94.3
AY765257 2 725 Cotton leaf curl Multan virus G. hirsutum India: Ludhianaꎬ Punjob 91.0
AF480940 2 630 Cotton leaf crumple virus G. hirsutum Mexico: Sonora 61.7
AJ002452 2 744 Cotton leaf curl Alabad virus G. hirsutum Pakistan 80.7
AY705380 2 751 Cotton leaf curl Bangalore virus Gossypium barbadense India 84.7
FN554540 2 762 Cotton leaf curl Gezira virus A. esculentus Burkina Faso:Po 71.7
AJ496286 2 750 Cotton leaf curl Kokhran virus G. hirsutum Pakistan:Faisalabad 78.2
Z48182 2 749 Tomato leaf curl Bangalore virus Indian 74.3
Y15934 2 746 Papaya leaf curl virus Indian 73.6
  “∗”: Similarity with JS ̄Hi ̄3 ̄A.
463
 
  4期 张 晖ꎬ等:江苏朱槿上分离到的木尔坦棉花曲叶病毒基因组结构特征分析
Fig. 3  The phylogenetic tree based on the full sequence of DNA ̄A
using the neighbor ̄joining method with 1000 bootstrap replicates
▇: Isolate of CLCuMuV sequenced in this studyꎻ GH: Gossypium hirsutumꎻ
GD: Gossypium darwiniiꎻ HR: Hibiscus rosa ̄sinensisꎻ AE: Abelmoschus esculentusꎻ IN: Indiaꎻ
PK: Pakistanꎻ CN ̄JS: China ̄Jiangsuꎻ CN ̄GD: China ̄Guangdongꎻ CN ̄GX: China ̄Guangxi.
2.3  JS ̄Hi ̄3伴随 β卫星基因组结构及其聚类分析
    利用 β 卫星引物对 JS ̄Hi ̄3 分离物中的
DNAβ卫星分子进行检测ꎬ结果显示ꎬ扩增到一条
1.3 kb左右的特异条带(图 2)ꎬ暗示 JS ̄Hi ̄3 分离
物中也含有 β卫星(JS ̄Hi ̄3 ̄β)ꎮ 对该卫星分子回
收克隆测序后发现ꎬ其伴随 DNAβ 卫星分子也具
有环状基因组结构ꎬ全长 1 346 bpꎬ含有 1 个 ORF
(编码 βC1)、一个卫星保守区(Satellite conserved
regionꎬ SCR)和一个富含 A (A ̄rich) 区ꎮ 比较
JS ̄Hi ̄3分离物的 DNA ̄A 组分和 DNAβ 卫星基因
组序列ꎬ发现二者除了都含有 TAATATTAC 保守
域外基本没有序列同源性ꎮ
563
 
植物病理学报 45卷
    对 JS ̄Hi ̄3 分离物的 DNAβ 卫星分子进行
BLAST分析ꎬ结果显示 JS ̄Hi ̄3 ̄β与木尔坦棉花曲
叶 β 卫星 ( Cotton leaf curl Multan betasatelliteꎬ
CLCuMuB)的同源性最高ꎬ而将其与其他 β 卫星
聚类分析发现ꎬJS ̄Hi ̄3 ̄β 与 CLCuMuB 聚类到同
一个大分支ꎬ在这个分支中ꎬ JS ̄Hi ̄3 ̄β 与中国广
东、广西分离物的同源性最近ꎬ共同聚类于一个小
分支ꎬ而与印度、巴基斯坦等分离物的同源性较远ꎬ
分别聚类于不同分支(表 2、图 4)ꎮ 这些结果证明
江苏朱槿上分离到的木尔坦棉花曲叶病毒也是一
个伴随有卫星分子的病毒ꎬ其伴随的卫星分子为木
尔坦棉花曲叶病毒 β卫星ꎬ该 β 卫星与中国广东、
广西分离到的 CLCuMuB同源性最高ꎬ暗示该病毒
可能来源于我国广东、广西ꎮ
Table 2  Sequence similarity of JS ̄Hi ̄3 ̄β with other related betasatellites
Accession
length
/ bp
Betasatellite Host Country
Similarity∗
/ %
JS ̄Hi ̄3 ̄β 1 346 Cotton leaf curl Multan betasatellite Hibiscus rosa ̄sinensis China: Jiangsu
GQ906588 1 346 Cotton leaf curl Multan betasatellite Gossypium hirsutum China: Guangxi 99.6
EF465536 1 346 Cotton leaf curl Multan betasatellite H. rosa ̄sinensis China:Guangdong 99.7
GQ503176 1 346 Cotton leaf curl Multan betasatellite H. rosa ̄sinensis China: Guangxi 99.6
FJ770371 1 347 Cotton leaf curl Multan betasatellite Abelmoschus esculentus China:Guangdong 99.6
GU574207 1 347 Cotton leaf curl Multan betasatellite A. esculentus China: Guangxi 99.7
AM084380 1 371 Cotton leaf curl betasatellite G. hirsutum Pakistan:Vehari District 88.3
AM490309 1 370 Cotton leaf curl Multan betasatellite Solanum lycopersicum Pakistan:Faisalabad 82.9
FJ607041 1 354 Cotton leaf curl Multan betasatellite G. hirsutum Pakistan 89.1
AM084379 1 351 Cotton leaf curl betasatellite G. hirsutum Pakistan:Vehari District 89.1
AJ292769 1 351 Cotton leaf curl betasatellite G. hirsutum Pakistan 90.9
EU384580 1 355 Cotton leaf curl Multan betasatellite Gossypium punctatum Pakistan: Multan 90.1
DQ191161 1 350 Cotton leaf curl betasatellite G. hirsutum India: Punjab 92.6
AJ316037 1 353 Cotton leaf curl betasatellite G. hirsutum India 92.7
AJ298903 1 349 Cotton leaf curl betasatellite G. hirsutum Pakistan 92.3
AJ316039 1 307 Cotton leaf curl Gezira betasatellite Hibiscus esculentis Egypt 49.5
AJ971459 1 348 Malvastrum yellow vein betasatellite
Malvastrum
coromandelianum
China:Yunnan 79.0
AJ786712 1 350
Malvastrum yellow vein
Yunnan betasatellite
M. coromandelianum China:Yunnan 82.5
AJ316029 1 361 Okra leaf curl betasatellite H. esculentis Pakistan 64.9
AM048833 1 355 Sida yellow mosaic China betasatellite Sida acuta China 54.5
AM238695 1 355
Siegesbeckia yellow
vein Guangxi betasatellite
Siegesbeckia glabrescens China:Guangxi 47.6
AJ316033 1 356 Tobacco leaf curl betasatellite Nicotiana tabacum Pakistan 52.4
AJ542489 1 383 Tomato leaf curl Bangladesh betasatellite S. lycopersicum Bangladesh:Gazipur 50.0
AJ316036 1 374 Tomato leaf curl betasatellite S. lycopersicum Pakistan 53.4
AJ704609 1 343 Tomato leaf curl China betasatellite S. lycopersicum China:Guangxi 51.6
  “∗”: Similarity with JS ̄Hi ̄3 ̄β.
663
 
  4期 张 晖ꎬ等:江苏朱槿上分离到的木尔坦棉花曲叶病毒基因组结构特征分析
Fig. 4  The phylogenetic tree based on the full sequence of DNAβ using the
neighbor ̄joining method with 1000 bootstrap replicates
▇: Isolate of CLCuMuB sequenced in this studyꎻ GH: Gossypium hirsutumꎻ HR: Hibiscus rosa ̄sinensisꎻ
AE: Abelmoschus esculentusꎻ SL: Solanum lycopersicumꎻ IN: IndiaꎻPK: Pakistanꎻ
CN ̄JS: China ̄Jiangsuꎻ CN ̄GD: China ̄Guangdongꎻ CN ̄GX: China ̄Guangxi..
3  讨论
    本文针对 2012年江苏南京发生的朱槿曲叶病
样进行研究ꎬ根据其症状及危害ꎬ利用分子生物学
手段从中分离到木尔坦棉花曲叶病毒ꎬ该病毒含有
DNA ̄A组分ꎬ并伴有 DNAβ 卫星分子(对 DNA ̄B
组分及 DNA ̄1卫星分子也进行了检测ꎬ结果均未
检测到)ꎮ 除南京外ꎬ苏南部分地区的朱瑾也发现
类似症状ꎬ这些结果说明木尔坦棉花曲叶病毒已经
传入江苏省ꎬ这是该病毒在长江流域的首次报道ꎮ
    木尔坦棉花曲叶病毒是棉花曲叶病的重要病
原之一ꎬ该病毒在我国最早于广州发现[7]ꎬ近年主
要在广西、广东、福建等南方地区发生危害ꎬ其主要
危害寄主是朱槿、黄秋葵ꎬ另外锦葵科垂花悬铃花、
红麻、西菲葵、黄蜀葵等作物上也有发生危害报
道[4ꎬ 8ꎬ 9ꎬ 13ꎬ 19ꎬ 20]ꎮ 棉花是我国重要的经济作物ꎬ在
国民经济中占重要地位ꎮ 该病在棉花上的危害颇
受关注ꎬ2009年 Cai 等[14]在广西棉花上发现木尔
763
 
植物病理学报 45卷
坦棉花曲叶病毒ꎮ 生物学接种试验证明烟粉虱可
以传播木尔坦棉花曲叶病毒并导致棉花曲叶
病[8]ꎮ 因此ꎬ该病毒是我国棉花产业巨大的潜在
风险ꎬ生产上应当密切关注ꎮ
    对比木尔坦棉花曲叶病毒江苏分离物与之前
我国报道的广东、广西等分离物发现ꎬ其同源性非
常高(DNA ̄A>99.7%ꎻDNAβ>99.6%)ꎬ而与国外
报道的分离物同源性较低(DNA ̄A<96.1%ꎻDNAβ
<92.7%)ꎬ系统进化树中也呈现类似结果(表 1、图
3ꎻ表 2、图 4)ꎮ 这说明江苏省发生的木尔坦棉花曲
叶病毒极有可能来源于我国南方病区ꎮ 由于朱槿
是一种重要的园艺绿化树木ꎬ在我国南方多有种
植ꎮ 调查发现ꎬ有些朱瑾植株是栽种后不久即表现
病害症状ꎬ而有些在栽种后相当长(超过 1 年ꎬ且
周边之前亦未见发病株)的时间都没有表现症状ꎬ
而近来逐渐表现病状ꎬ这说明该病的传入方式可能
存在多种途径:(1)病毒随朱槿苗木的运输传入
(朱槿苗木在原产地感染后未发病或轻微发病后
随苗木运输传入)ꎬ栽种后发病表现症状ꎬ而后经
烟粉虱传播扩散ꎻ(2)烟粉虱携带病毒随苗木或其
他物品运输传入ꎬ在朱槿上侵染发病ꎮ
    除危害棉花外ꎬ木尔坦棉花曲叶病毒的伴随卫
星还能与番茄黄化曲叶病毒通过假重组的方式ꎬ形
成新的病毒复合物侵染番茄ꎬ导致番茄黄化曲叶
病[21]ꎮ 近年来由番茄黄化曲叶病毒导致的番茄黄
化曲叶病在江苏等地肆虐危害ꎬ给当地的番茄生产
带来严重损失[22ꎬ23]ꎮ 虽然目前尚未见到木尔坦棉
花曲叶病毒及其伴随卫星侵染番茄的报道ꎬ但是木
尔坦棉花曲叶病毒与番茄黄化曲叶病毒都是烟粉
虱传播的双生病毒ꎬ二者有可能通过复合侵染或者
(假)重组(产生新的致病类型)等方式侵染番茄ꎬ
对番茄生产造成新威胁ꎬ生产上应予以重视ꎮ
参考文献
[1]   Sattar M Nꎬ Kvarnheden Aꎬ Saeed Mꎬ et al. Cotton
leaf curl disease-an emerging threat to cotton produc ̄
tion worldwide [ J ] . Journal of General Virologyꎬ
2013ꎬ 94(4):695-710.
[2]   Briddon R W. Cotton leaf curl diseaseꎬ a multicompo ̄
nent begomovirus complex[J] . Molecular Plant Patho ̄
logyꎬ 2003ꎬ 4(6):427-434.
[3]   Briddon R Wꎬ Markham P G. Cotton leaf curl virus
disease[J] . Virus Researchꎬ 2000ꎬ 71(1 - 2):151 -
159.
[4]   He Zꎬ She Xꎬ Tang Y. Cotton leaf curl Multan virus
invading China and its damage potentia ( in Chinese)
[J] . Journal of Biosafety(生物安全学报)ꎬ 2012ꎬ 21
(2):87-92.
[5]   Zhou Xꎬ Liu Yꎬ Robinson D Jꎬ et al. Four DNA ̄A
variants among Pakistani isolates of Cotton leaf curl
virus and their affinities to DNA ̄A of geminivirus
isolates from okra [ J] . Journal of General Virologyꎬ
1998ꎬ 79 (4):915-923.
[6]   Mansoor Sꎬ Briddon R Wꎬ Bull S Eꎬ et al. Cotton leaf
curl disease is associated with multiple monopartite
begomoviruses supported by single DNA beta [ J ] .
Archives of Virologyꎬ 2003ꎬ 148(10):1969-1986.
[7]   Mao Mꎬ He Zꎬ Yu Hꎬ et al. Molecular characteriza ̄
tion of Cotton leaf curl Multan virus and its satellite
DNA that infects Hibiscus rosa ̄sinensis ( in Chinese)
[J] . Chinese Journal of Virology(病毒学报)ꎬ 2008ꎬ
24(1):64-68.
[8]   Lin Lꎬ Cai Jꎬ Luo Bꎬ et al. Molecular identification
and host range of a geminivirus infecting Hibiscus in
Nanning City( in Chinese)[ J] . Plant Protection(植物
保护) ꎬ 2011ꎬ 37(4):44-47.
[9]   Zhang Sꎬ Xia Xꎬ Zhang Jꎬ et al. A leaf curl disease on
Hibiscus rosa ̄sinensis in Fuzhou caused by Cotton leaf
curl Multan virus ( in Chinese) [ J] . Plant Protection
(植物保护)ꎬ 2013ꎬ 39(2):196-200.
[10] Tang Yꎬ Lu Y. Confirmation of the virus infecting and
causing the Hibiscus rosa ̄sinensis yellow leaf curl
disease in Guangdong ( in Chinese) [ J] . Guangdong
Agricultural Sciences(广东农业科学)ꎬ 2013ꎬ (10):
80-82.
[11] Dong Dꎬ Zhu Yꎬ He Zꎬ et al. Molecular characteriza ̄
tion of Cotton leaf curl Multan virus and its associated
satellite DNA infecting okra in Guangdong ( in Chi ̄
nese)[J] . Journal Southern China University (华南农
业大学学报)ꎬ 2012ꎬ 33(1):33-39.
[12] Dong Dꎬ He Zꎬ Chai Z. Detection of whitefly ̄trans ̄
mitted geminivirus associated with the okra yellow vein
leaf curl disease in Guangdong ( in Chinese)[J] . Plant
Protection(植物保护)ꎬ 2010ꎬ 36(1):65-68.
863
 
  4期 张 晖ꎬ等:江苏朱槿上分离到的木尔坦棉花曲叶病毒基因组结构特征分析
[13] Tang Yꎬ He Zꎬ Du Zꎬ et al. Molecular characterization
of the Cotton leaf curl Multan virus infecting Malvais ̄
cus arboreus ( in Chinese)[ J] . Acta Phytopathologica
Sinica(植物病理学报)ꎬ 2013ꎬ 43(2):120-127.
[14] Cai J Hꎬ Xie Kꎬ Lin Lꎬ et al. Cotton leaf curl Multan
virus newly reported to be associated with cotton leaf
curl disease in China[ J] . Plant Pathologyꎬ 2010ꎬ 59
(4):794-795.
[15] Xie Yꎬ Zhou Xꎬ Zhang Zꎬ et al. Tobacco curly shoot
virus isolated in Yunnan is a distinct species of
Begomovirus[J] . Chinese Science Bulletinꎬ 2002ꎬ 47
(3):197-200.
[16] Deng Dꎬ McGrath P Fꎬ Robinson D Jꎬ et al. Detection
and differentiation of whitefly ̄transmitted geminiviru ̄
ses in plants and vector insects by the polymerase chain
reaction with degenerate primers [ J ] . Annals of
Applied Biologyꎬ 1994ꎬ 125(2):327-336.
[17] Briddon R Wꎬ Bull S Eꎬ Mansoor Sꎬ et al. Universal
primers for the PCR ̄mediated amplification of DNA
beta: a molecule associated with some monopartite
begomoviruses[ J] . Molecular Biotechnologyꎬ 2002ꎬ
20(3):315-318.
[18] Tamura Kꎬ Peterson Dꎬ Peterson Nꎬ et al. MEGA5:
molecular evolutionary genetics analysis using maxi ̄
mum likelihoodꎬ evolutionary distanceꎬ and maximum
parsimony methods [ J ] . Molecular Biology and
Evolutionꎬ 2011ꎬ 28(10):2731-2739.
[19] Ding Xꎬ Zhao Zꎬ Li M. Advances of research on
Cotton leaf curl virus ( in Chinese)[ J] . Plant Quaran ̄
tine(植物检疫)ꎬ 2013ꎬ 27(1):68-72.
[20] Qing Lꎬ Zhou X. Advances of research on Cotton leaf
curl disease ( in Chinese) [ J] . Acta Phytopathologica
Sinica(植物病理学报)ꎬ 2005ꎬ 35(3):193-200.
[21] Tabein Sꎬ Behjatnia S Aꎬ Anabestani Aꎬ et al. White ̄
fly ̄mediated transmission of cotton leaf curl Multan be ̄
tasatellite: evidence for betasatellite encapsidation in
coat protein of helper begomoviruses[ J] . Archives of
Virologyꎬ 2013ꎬ 158(1):19-26.
[23] Sun Hꎬ Ji Yꎬ Xiong Rꎬ et al. Trend of whitefly ̄trans ̄
mitted geminivirus on tomato from Jiangsu Province in
2008 ( in Chinese)[J] . Jiangsu Journal of Agricultural
Science(江苏农业学报)ꎬ 2009ꎬ 25(6): 1278-1281.
[24] Ji Yꎬ Xiong Rꎬ Cheng Zꎬ et al. Molecular diagnosis of
tomato yellow leaf curl disease in Jiangsu Province ( in
Chinese)[J] . Acta Horticulturae Sinica(园艺学报)ꎬ
2008ꎬ 35(12):1815-1818.
责任编辑:于金枝
963