Nine samples possibly from genus Tospovirus were collected from major vegetable-growing field in Yunnan province, including Honghe, Chuxiong and Kunming, during 2005 - 2006 period. Around 500 bp fragments were obtained after RT-PCR were executed on 9 samples using Tospovirus Group Primers. The sequence results of around 500 bp fragments were compared in the NCBI BLAST website, one sample from tomato in Honghe county of Yuannan province was identified as Tospovirus genus. A phylogenetic tree was constructed using DNAMAN software according to the sequence of the sample and their corresponding public RNA L fragment sequences of Tospovirus. The results indicated that this sample obtained in this study fell into the Serogroup Ⅳ.
全 文 :园 艺 学 报 2009, 36 (3) : 437 - 440
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2008 - 10 - 09; 修回日期 : 2009 - 02 - 04
基金项目 : 云南省自然科学基金面上项目 ( 2005C0036M, 2007C0036M ) ; 云南省教育厅自然科学基金项目 ( 5Y0171B ) ; 国家
‘973’项目 (2006CB100204) )3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: lizhengyue@ vip1km1691net; Tel: 087125227633)
致谢 : 感谢美国北卡罗来那州立大学植物病理系主任 JamesW. Moyer教授为本研究提供完善的试验条件。
云南省建水县番茄上 Tospovirus属病毒的初步鉴定
刘雅婷 1, 3 , 郑元仙 1 , 李永忠 2 , 李正跃 33
(1 云南农业大学农学与生物技术学院 , 昆明 650201; 2 云南农业大学烟草学院 ; 昆明 650201; 3 云南农业大学植保学
院 , 昆明 650201)
摘 要 : 2005—2006年对云南省主要蔬菜种植区昆明、红河和楚雄等 3个地区进行调查 , 获得 9份疑
似番茄斑萎病毒属 ( Tospovirus) 病毒的样本。通过该属病毒引物 ( Tospovirus Group Primer) 进行 RT2PCR
扩增 , 其中 1份来自红河州建水县番茄上的样品获得约 500 bp核酸片段 , 通过 NCB IBLAST网络数据库比
对 , 确定为 Tospovirus属的病毒 ; 应用 DNAMAN软件与已经公布的 Tospovirus属病毒 L RNA序列比对分析 ,
从得到的相似性树状图可以看出 , 该样品与血清组 Ⅳ的 Tospovirus属病毒聚为一簇。
关键词 : 番茄 ; 番茄斑萎病毒属 ; 血清组
中图分类号 : S 64112 文献标识码 : A 文章编号 : 05132353X (2009) 0320437204
Prelim inary Iden tif ica tion of Tospovirus on Toma to in J ian shu i Coun ty of
Y unnan Prov ince
L IU Ya2ting1, 3 , ZHENG Yuan2xian1 , L I Yong2zhong2 , and L I Zheng2yue33
(1 College of A gricultural and B iotechnology, Yunnan A gricultural U niversity, Kunm ing 650201, Ch ina; 2 College of Tobacco
Science, Yunnan A gricu ltura l U niversity, Kunm ing 650201, China; 3 College of P lan t Protection, Yunnan A gricultural
U niversity, Kunm ing 650201, China)
Abstract: N ine samp les possibly from genus Tospovirus were collected from major vegetable2growing field
in Yunnan p rovince, including Honghe, Chuxiong and Kunm ing, during 2005—2006 period. A round 500 bp
fragments were obtained after RT2PCR were executed on 9 samp les using Tospovirus Group Primer. The
sequence results of around 500 bp fragments were compared in the NCB I BLAST website, one samp le from
tomato in Honghe County of Yuannan Province was identified as Tospovirus genus. A phylogenetic tree was
constructed using DNAMAN software according to the sequence of the samp le and their corresponding public
L RNA fragment sequences of Tospovirus. The results indicated that this samp le obtained in this study fell into
the Serogroup Ⅳ.
Key words: tomato; Tospovirus; serogroup
番茄斑萎病毒属 ( Tospovirus) 是布尼亚病毒科 (Bunyaviridae) 惟一的植物病毒属 , 能够侵染烟
草、番茄、辣椒和花生等多种重要作物 , 致使这些作物发生严重病害 , 导致世界范围内重大农业经济
损失 (W hitfield et al. , 2005)。该属病毒球状 , 具有包膜 , 由 S RNA、M RNA和 L RNA, 3个单链
RNA分子构成 ( German et al. , 1992 )。 Tospovirus属目前已经有 14 个确定种 (W hitfield et al. ,
2005)。在亚洲报道的种有 : 花生芽坏死病毒 ( Peanut bud necrosis virus, PBNV )、西瓜芽坏死病毒
(W aterm elon bud necrosis virus, WBNV )、鸢尾黄斑病毒 ( Iris yellow spot virus, IYSV )、花生黄斑病毒
园 艺 学 报 36卷
( Peanu t yellow spot virus, PYSV )、辣椒褪绿病毒 ( Capsicum ch lorosis virus, CaCV )、西瓜银斑病毒
(W aterm elon silverm ottle virus, W SMoV)、瓜类黄斑病毒 (M elon yellow spot virus, MYSV)、花生褪绿扇
斑病毒 ( Peanut ch lorotic fan virus, PCFV ) 和彩色马蹄莲褪绿斑病毒 ( Ca lla lily h lorotic spot virus,
CCSV )。张仲凯等 (1997) 报道了云南烤烟上发现 Tospovirus, 并在 2005年报道了云南省具有其广泛
的野生自然寄主 (张仲凯 等 , 2005)。
作者在云南省蔬菜种植基地调查了 Tospovirus属病毒侵染情况 , 并应用 RT2PCR 技术确定
Tospovirus属病毒在云南省番茄上的发生。
1 材料与方法
111 病毒样本收集
2005—2006年 , 在云南省昆明、楚雄和红河地区对主要蔬菜基地的番茄、辣椒、莴苣和花生等
蔬菜作物进行田间调查 , 获得 9份具有感染 Tospovirus属病毒较为典型症状的植株样品 (表 1)。按照
Ndunguru等 (2005) 的方法将具有疑似症状的叶片转移到 FTA 卡 (W hatman, Inc) 上备用。
表 1 本研究采集的病毒样本及其分离物
Table 1 V irus sam ples and isola tes collected in the study
样品编号
Samp le No.
自然寄主
Natural host
症状
Symp tom
采样地点
Location
采样时间 / ( Y - M - D)
Date
To22 番茄 Tomato 黄斑和同心环纹 Yellow spot, concentric ring 昆明呈贡 Chenggong, Kunm ing 2005 - 07 - 19
Pep23 辣椒 Pepper 同心环纹 Concentric ring 楚雄元谋 Yuanmou, Chuxiong 2006 - 02 - 14
Le21 莴苣 Lettuce 坏死斑 Necrotic spot 楚雄元谋 Yuanmou, Chuxiong 2006 - 02 - 14
Tomato 番茄 Tomato 黄斑和同心环纹 Yellow spot, concentric ring 红河建水 J ianshui, Honghe 2006 - 05 - 30
Pean21 花生 Peanut 坏死斑 Necrosis spot 楚雄元谋 Yuanmou, Chuxiong 2006 - 08 - 03
To23 番茄 Tomato 同心环纹和坏死斑 Concentric ring, necrosis spot 楚雄元谋 Yuanmou, Chuxiong 2006 - 08 - 03
Pep24 辣椒 Pepper 同心环纹和坏死斑 Concentric ring, necrosis spot 昆明呈贡 Chenggong, Kunm ing 2006 - 07 - 27
To24 番茄 Tomato 同心环纹和坏死斑 Concentric ring, necrosis spot 昆明呈贡 Chenggong, Kunm ing 2006 - 07 - 27
Onion21 洋葱 Onion 褪绿斑 Chlorotic lesion 红河蒙自 Mengzi, Honghe 2006 - 09 - 06
112 RNA的提取
应用 PureL ink Total RNA 纯化试剂盒 ( Invitrogen, Carlsbad, CA ) 从 FTA 卡上提取 RNA, 根据
Invitrogen公司使用说明书操作 , 并略有改动 , 在 RNA溶解溶液中加入了 2% PVP和 1% β - 巯基乙
醇 , 取 5 mm2 FTA卡溶解于 500μL RNA裂解溶液中。
113 L RNA片段的 RT2PCR
用随机引物 N6 ( Invitrogen, Carlsbad, CA) 逆转录合成 cDNA 。使用 AGD IA公司设计的 Tospovirus
通用引物 Tospovirus Group Primer和试剂盒 (AGD IA , Elkhart, IN ) 进行 L RNA 片段 PCR扩增 , PCR
反应在 MJ研究 (W atertown, MA ) 的 PTC2100热周期循环中完成 , 反应程序如下 : 预变性 94 ℃ 10
m in; 94 ℃ 1 m in, 45 ℃ 2 m in, 72 ℃ 3 m in, 5个循环 ; 然后 94 ℃ 1 m in, 52 ℃ 2 m in, 72 ℃ 3 m in,
30个循环 ; 72 ℃延伸 10 m in。然后在 1%琼脂糖凝胶电泳 , 紫外成像系统拍照。
114 基因克隆和测序
用 Q IAquick PCR纯化试剂盒 (Q iagen Inc. , Chatsworth, CA ) 纯化 PCR扩增产物 , 将扩增产物克
隆到 pGEM 2T载体 ( Promega, Madison, W I, USA) 上 , 并转化大肠杆菌菌株 JM 2109, 在美国北卡州
立大学基因组研究所完成重组体克隆的测序。
115 序列分析
用 Vector NTI Version 910 ( Invitrogen, Carlsbad, CA ) 创 建 序 列 数 据 库 ; B ioedit ( http: / /
834
3期 刘雅婷等 : 云南省建水县番茄上 Tospovirus属病毒的初步鉴定
www1mbio1ncsu1edu /B ioEdit/bioedit1html) 用于序列整理 ; 通过 BLAST ( http: / /www1ncbi1nlm1nih1gov/
BLAST/ ) 进行比对分析 ; 使用 DNAMAN (version 215, Lynnon B iosoft, Quebec, Canada) 将获得的序列与已
知的 TSWV、 IYSV以及其他公布的 Tospovirus属病毒序列进行多序列比对产生相似性矩阵及系统进化树。
2 结果与分析
211 云南省 Tospovirus属病毒分布
通过引物 Tospovirus Group Primer进行 L RNA
序列 RT2PCR扩增 , 其中采自云南省红河州建水
县番茄的样本获得 4条 500 bp左右的序列 (图 1,
tomato25, tomato28, tomato29, tomato210 ) , 通过
BLAST比对发现该序列与 Tospovirus属其他已经
在 GenBank中公布的序列有较高的一致性 , 因此
确定该样本为 Tospovirus属病毒。
图 1 样品番茄应用引物 Tospovirus
Group Pr im er的 PCR扩增
F ig. 1 PCR am plif ica tion from toma to sam ples
by Tospovirus Group Pr im er
212 L RNA核酸序列片段比对和系统进化关系分析
通过引物 Tospovirus Group Primer进行 L RNA 序列 RT2PCR扩增 , 该样品均获得约 500 bp L RNA
片段。应用 DNAMAN软件将这些核酸序列和 GenBank公布的其他序列比对 , 从图 2可以看出 , 云南
的该样本与 Tospovirus属血清组 IV的病毒 PBNV和 W SMoV聚为一簇 , 相似性超过 79%。
图 2 应用 Tospovirus Group Pr im er获得 Tospovirus属 L RNA序列的系统进化树
F ig. 2 A phylogenetic tree ba sed on the L RNA fragm en t of Tospovirus
IYSV (Moyer et al. , unpublished data)
213 该病毒在自然寄主上的典型症状
该病毒在番茄果实上表现出黄斑和同心环纹的症状 (图 3)。
图 3 Tospovirus属病毒自然侵染番茄的症状表现
F ig. 3 The sym ptom of toma to infected by Tospovirus
934
园 艺 学 报 36卷
3 讨论
血清组是一种广泛用于 Tospovirus属病毒新种确定和分类的重要标准 , 血清学比较是检测和鉴定
Tospovirus属病毒最有效的方法 (Chu et al. , 2001)。目前 Tospovirus属病毒划分为 6个血清组 , 即 Ⅰ,
Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ和 Ⅵ ( de Haan et al. , 1990; Maiss et al. , 1991; de Avila et al. , 1993) , TSWV是血
清组 I的代表种。番茄褪绿斑病毒 ( Tom a to ch lorotic spot virus, TCSV ) 和花生环斑病毒属于血清组
Ⅱ. 凤仙花坏死病毒 ( Im patiens necrotic spot virus, INSV ) 和花生芽坏死病毒 ( Peanut bud necrosis vi2
rus, PBNV) 分别是血清组 Ⅲ和 Ⅳ的代表种。两种新的 Tospovirus即花生黄斑病毒 ( Peanut yellow spot
virus, PYSV ) 和鸢尾黄斑病毒 ( Iris yellow spot virus, IYSV ) 分别是血清组 Ⅴ ( Satyanarayana et al. ,
1998) 和 Ⅵ (Cortez et al. , 1998) 的代表种。本研究中的云南样品与 Ⅳ聚为一群 , 因此可能属于血清
组 Ⅳ。
自 1947年以来 , 陆续有关于 Tospovirus的发现 , 但是中国对于 Tospovirus很少有系统的调查和研
究 , 关于种的鉴定鲜见报道。
作者在过去的几年中对云南省蔬菜进行调查 , 确定采自云南红河建水县番茄上的病毒样本为
Tospovirus属病毒 , 但是属于 Tospovirus属的哪一个种 , 还有待进一步的研究确定。
References
Chen C C, Chen T C, L in Y H, Yeh S D, H su H T. 2005. A chlorotic spot disease on calla lilies ( Zantedeschia spp. ) is caused by a Tospovirus
serologically but distantly related to watermelon silver mottle virus. Plant D is, 89: 440 - 445.
Chu F H, Chao C H, Peng Y C, L in S S, Chen C C, Yeh S D. 2001. Serological and molecular characterization of peanut chlorotic fan2spot
virus, a new species of the genus Tospovirus. Phytopathology, 91 (9) : 856 - 863.
Cortes I, L ivieratos IC, DerksA, PetersD, Kormelink R. 1998. Molecular and serological characterization of iris yellow spot virus a new and dis2
tinct Tospovirns species. Phytopathology, 88: 1276 - 1282.
de Avila A C, de Haan P, Kormelink R, de Resende R O, Goldbach R W , PetersD. 1993. Classification of Tospoviruses based on phylogeny of
nucleo p rotein gene sequences. J Gen V irol, 74: 153 - 159.
de Haan P, W agemakers L, Peters D, Goldbach R. 1990. The S RNA segment of tomato spotted wilt virus has an ambisense character. J Gen
V irol, 71: 1001 - 1007.
German T L, U llman D E, Moyer J W. 1992. Tospoviruses: D iagnosis, molecular biology, phylogeny, and vector relationship s. Annu Rev Phyto2
pathol, 30: 315 - 34.
Maiss E, Ivanova L, B reyel E, Adam G. 1991. Cloning and sequencing of the S RNA from a Bulgarian isolate of tomato spotted wilt virus. J Gen
V irol, 72: 461 - 464.
Ndunguru J, Taylor N J, Yadav J, A ly H, Legg J P, Aveling T, Thomp son G, Fauquet C M. 2005. App lication of FTA technology for samp ling,
recovery and molecular characterization of viral pathogens and virus2derived transgenes from p lant tissues. V irology Journal, 2: 45.
Satyanarayana T, Gowda S, Lakshm inarayana R K, M itchell S E, Dawson W O, Reddy D V R. 1998. Peanut yellow spot virus is a member of a
new serogroup of Tospovirus genus based on small ( S) RNA sequence and organization. A rch V irol, 143: 353 - 364.
W hitfield A E, U llman D E, German T L. 2005. Tospovirus2thrip s interactions. Annu Rev Phytopathol, 43: 459 - 489.
Yu T F. 1947. Spotted wilt of broad bean. Phytopathology, 37: 191 - 192.
Zhang Zhong2kai, D ingM ing, Fang Q i, Zhang L i2zhen, L i Ting2ting, Peng Lu2bo, Su Xiao2xia, L i Zhan. 2005. The p relim inary study of the
occurrence and distribution of Tospovirus in Yunnan. Southwest China Journal of Agricultural Sciences, 17 (21) : 163 - 168. ( in Chinese)
张仲凯 , 丁 铭 , 方 琦 , 张丽珍 , 李婷婷 , 彭潞波 , 苏晓霞 , 李 展. 2005. 番茄斑萎病毒属 ( Tospovirus) 病毒在云南的发生分
布研究初报. 西南农业学报 , 17 (21) : 163 - 168.
Zhang Zhong2kai, Fang Q i, D ing M ing, Peng Lu2bo, Zhang L i2zhen. 1997. Study on the occurrence of tobacco seedling virus diseases by elec2
tronic2m icroscop ic. Journal of Shandong Agricultural University, 28 (5) : 36 - 38. ( in Chinese)
张仲凯 , 方 琦 , 丁 铭 , 彭潞波 , 张丽珍. 1997. 应用电镜技术研究烟苗期病毒病的发生状况. 山东农业大学学报 , 28 ( 5) :
36 - 38.
044