免费文献传递   相关文献

Detection of two viruses infecting Pinellia ternata in China

三叶半夏的2种病毒检测



全 文 :三叶半夏的2种病毒检测
申屠苏苏1,2,王海丽1,3,陈集双2,何煜波4,高必达4
(1.浙江大学,浙江 杭州 310029;
2.浙江理工大学 生物工程研究所,浙江 杭州 310018;
3.浙江万里学院,浙江 宁波 315100;
4.湖南农业大学 生物安全科技学院,湖南 长沙 410128)
[摘要] 目的:研究我国主产地栽培及野生三叶半夏的2种病毒病害发生情况和病毒种类。方法:症状观察
法,DASELISA及RTPCR。结果与结论:侵染我国半夏的病毒主要为黄瓜花叶病毒 CMV(cucumbermosaicvirus)
的天南星科株系和大豆花叶病毒SMV(soybeenmosaicvirus)的天南星科株系,后者与以前报道的芋花叶病毒DsMV
(dasheenmosaicvirus)和SMV都有血清学阳性反应。人工栽培的三叶半夏普遍受到这2种病毒的侵染。其中,在
早春检测的浙江宁波栽培半夏21个样品中CMV与SMV的检出率分别为714%和143%,浙江萧山栽培半夏18
个样品中的检出率分别为100%和444%;河北栽培半夏21个样品中的检出率分别为619%和333%;安徽栽培
半夏12个样品中的检出率分别为500%和417%;四川栽培半夏12个样品中2种病毒的检出率均为167%;北
京栽培半夏16个样品中 SMV的检出率为313%,未检测到 CMV。25个来自全国各地的野生三叶半夏样品中
CMV和SMV的平均检出率为200%。
[关键词] 三叶半夏;黄瓜花叶病毒;大豆花叶病;DASELISA;RTPCR
[中图分类号]S567 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2007)08066404
[收稿日期] 20060328
[基金项目] 国家“863”项目资助(2002AA24112A)
[通讯作者] 陈集双,Tel:(0571)86843195,Email:chenjs@
zist.edu.cn
  无性繁殖作物感染病毒后,由于其通过营养体
连续传代,病毒会不断积累,因而对植物生长的影响
不断加重,造成品质衰退。三叶半夏 Pineliaternata
(Thunb.)Breit.为多年生宿根草本植物,主要以块
茎和珠芽方式进行无性繁殖。之前相关报道,根据
血清学反应,认为侵然半夏的主要病毒为黄瓜花叶
病毒(cucumbermosaicvirus,CMV)和芋花叶病毒
(dasheenmosaicvirus,DsMV)[1]。但作者在实验中
进一步发现:用DASELISA检测样品时,DsMV呈阳
性的样品,大豆花叶病毒(soybeanmosaicvirus,
SMV)均为阳性。为了进一步确定该线状病毒,用
Potyvirus通用引物和 CMV基因组 RNA3全长序列
扩增引物,通过 RTPCR方法扩增出了 CMV及 Po
tyvirus的相应片段。通过测序和序列比对进一步确
定其分别为 CMV与 SMV,而后者不是之前报道的
DsMV。本研究通过使用多种检测手段对我国几个
半夏主产区进行了病毒病害检测、分析,以期确定以
上主要病毒病的发生以及对半夏的影响。
1 材料与方法
1.1 材料收集与保存
2003年12月分别收集北京、河北、安徽、浙江宁
波等地的人工栽培三叶半夏(均为旱半夏),2004年
12月分别收集浙江萧山、四川等地的人工栽培半夏
及全国各地的野生三叶半夏种球(均为旱半夏),种植
于防虫温室,分别于2004年3月与2005年4月,半夏
生长早期进行抽样观察和病毒检测。2005年9月对
当年检测半夏样品进行再次进行DASELISA检测。
1.2 人工栽培三叶半夏植株发病情况统计
在三叶半夏的生长早期对各来源地的人工栽培
半夏随机取样,对表现花叶、皱缩等典型病毒病症状
的植株进行统计,并划分5个症状等级,见表1。按
照以下公式计算病情指数(diseaseindex,DI)。
病情指数= ∑(症状等级×代表数值)株数总和×发病最重级的代表数×100
1.3 DASELISA检测
病毒检测采用双抗体夹心酶联免疫吸附测定方
法进行。DsMV,SMV及 CMV抗体试剂盒购自美国
·466·
第32卷第8期
2007年4月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.32,Issue 8
April,2007
   表1 症状等级划分
病级 发病程度 代表数值
1 无明显症状 0
2 叶斑驳或轻花叶 1
3 典型花叶、沿脉变色 2
4 重花叶、皱缩、小叶、畸叶 3
5 重花叶,植株明显矮化或伴随严重畸形 4
agdia公司。取新鲜样品01g加1mLPBST,充分
研磨,然后5000r·min-1离心5min。每个样品设
3个重复。反应结果用连续波长生物测读仪(Amer
shamMolecularDevicesspectramaxplus384,USA)于
405nm波长读取 A值。阳性对照采用接种 DsMV
和CMV的水半夏 Typhoniumflageliforme(Lodd.)
Blume及接种SMV的大豆;阴性对照采用脱病毒半
夏或健康烟草;空白对照采用 PBST缓冲液。具体
操作方法参照试剂盒说明书。
1.4 病毒基因克隆
1.4.1 RNA模板制备 病毒 RNA制备采用常规
Trizol方法制备[2]。
1.4.2 引物设计 SMV参照已发表 Potyvirus的通
用 引 物[3]:5′端 上 游 引 物 Sprimer:5′
GGXAAYAAYAGYGGXCAZCC3′(X=A,T,CorG;
Y=TorC;Z=AorG);3′端反向引物 M13:5′
GTTTTCCCAGTCACGAC3′。
1.4.3 cDNA合成与 PCR扩增 以提取的病毒
RNA为模板,在Oligo(dT)引导下,参照试剂盒说明
合成cDNA第一链。取10μL逆转录产物为模板,
用引物ZF和ZR进行常规PCR扩增。
1.4.4 PCR产物克隆 扩增产物经PCR回收试剂
盒纯化后,按 PromegaTeasy载体试剂盒说明进行
连接反应,转化到 E.coliTG1感受态细胞。在 LB
培养基上37℃培养16h,挑取白色菌落,碱法提取
质粒DNA,经PCR扩增及EcoRⅠ鉴定重组质粒。
1.5 序列分析
采用 BigDyeterminatorv20测序试剂在 ABI
PRISM377-96型 DNA自动测序仪上进行序列测
定。
1.6 同源性比较
采用DNAstar序列分析软件对所测序列与已经
报道的14个SMV分离物和2个DsMV分离物(Gen
Bank序 列 号:AH008448,AH008447,AH008450,
AH008449, AB181492, AH008408, AF241739,
AH008402, AH008403, AB181493, AJ628755,
AJ628752,AJ628754,AJ628753,AF169832,U08124)在
CP氨基酸水平进行同源性比较。
2 结果与分析
2.1 人工栽培三叶半夏发病情况统计
3月底,在杭州地区栽培的大部分三叶半夏样
品均长出2~3片叶片,许多已出现病毒侵染的典型
症状,如花叶、皱缩等。对来自不同地区的栽培三叶
半夏进行发病情况统计的结果见表2,3。
表2 不同地区来源栽培三叶半夏自然发病情况
来源地 统计株数 发病株数 发病率/%
宁波(浙江) 24 17 7083
萧山(浙江) 43 23 5349
河北    21 13 6190
北京    31 12 3871
安徽    18 13 7222
四川    47 8 1702
表3 不同地区来源栽培三叶半夏病情指数
来源地 调查株数 1 2 3 4 5 病情指数
宁波(浙江) 35 3 12 15 5 0 5429
萧山(浙江) 65 24 10 1516 5 4154
河北    23 1 6 7 9 1 5543
北京    14 3 6 3 2 0 4286
安徽    18 0 16 2 0 1 3333
四川    47 39 8 0 0 0 1702
  由表2和表3可知,各地区来源的栽培三叶半
夏均受到不同程度的病毒感染,其中萧山(浙江)、
宁波(浙江)、河北省、安徽省等地区的栽培半夏发
病率及病情指数均较高,发病较为严重。另外,病毒
侵染的植株出现花叶症状包括叶斑驳、花叶或沿着
脉褪绿,有的出现叶表面皱缩,并伴随叶片变小或形
成畸形叶,部分植株出现明显畸形、矮化等症状。
2.2 不同地区的栽培三叶半夏病毒检测
2005年3月用DsMV和 CMV抗血清对不同地
区的栽培半夏进行病毒检测,结果见表4。
表4 不同地区自然发病的栽培三叶半夏病毒检测
来源地 样品数 DsMV CMV
DsMV+
CMV
DsMV
/%
CMV
/%
DsMV+
CMV/%
宁波(浙江) 21 7 15 7 143 714 143
萧山(浙江) 18 6 18 6 444 100 444
河北    21 7 13 7 333 619 333
安徽    12 5 6 5 417 500 417
四川    12 2 2 2 167 167 167
北京    16 5 0 0 313 0 0
  2005年9月,用SMV抗血清对当年3月检测的
样品进行检验,发现 DsMV检测结果呈阳性的样品
在SMV的检验中均呈阳性。但是,也没有从 DsMV
·566·
第32卷第8期
2007年4月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.32,Issue 8
April,2007
检测为阴性的样品中检测到SMV。
根据以上ELISA检测结果,所有来源地的栽培
半夏样品中均检测到病毒的存在。来自于表4中前
5个地区的栽培半夏均有DsMV(SMV)与CMV同时
检出的样品,而来自于北京的16个栽培半夏样品中
有5个样品检测到DsMV(SMV),检出率为313%,
但是未检测到 CMV。DASELISA检测结果无法确
定侵然半夏的线状病毒是 DsMV还是 SMV或者是
两者复合侵然。
2.3 不同地区的野生三叶半夏病毒检测
2005年3月用DsMV与 CMV抗血清对随机采
取的全国各地的25个野生半夏样品 DASELISA病
毒检测,结果见表5。
表5 不同地区自然发病的野生三叶半夏DASELISA
来源 DsMV CMV 来源 DsMV CMV
四川重庆  + + 湖南岳阳  - -
云南昭通  + + 贵州六盘水 - -
湖南张家界 + + 贵州息烽  - -
浙江杭州  + + 湖南长沙  - -
湖南桃源  + - 湖南新化  - -
四川达州  - - 江西萍乡  - -
浙江宁波  - - 贵州安顺  - -
湖北神农架 - - 湖北武昌  - -
湖北十堰  - - 湖南石门  - -
湖南湘潭  - - 湖南怀化  - -
江西鹰潭  - - 浙江杭州  + -
陕西安康  - + 湖南永州  - -
江西弋阳  - +-      
  注:+.阳性结果;-.阴性结果;+-.接近于阳性结果
  2005年9月用SMV抗血清对2005年3月检测
的样品进行检验,发现 DsMV检测结果成阳性的样
品在 SMV的检验中均成阳性。但是,也没有从
DsMV检测为阴性的样品中检测到SMV。
由以上结果可知:25个野生半夏样品中,来自
于四川重庆、云南昭通、湖南张家界、浙江杭州、湖南
桃源等地的野生半夏样品中DsMV(SMV)检出率为
200%;来自于四川重庆、云南昭通、湖南张家界、浙
江杭州、陕西安康、江西弋阳等地的野生半夏样品
CMV检出率为200%;四川重庆、云南昭通、湖南张
家界、浙江杭州等地来源的野生半夏样品同时检测
到2种病毒存在,复合感染率160%。2005年9月
SMV的检测结果表明,DASELISA检测结果无法表
明侵染半夏是 DsMV还是 SMV或者是两者复合侵
然。
2.4 克隆和序列分析结果
对SMV阳性重组质粒的插入片断进行序列测
定,获得一个1754bp片断。确认其包括部分 NIB
基因,完整的 SMVCP基因和3′末端非编码区。利
用DNAstar序列分析软件进行序列同源性分析,结
果与其文献报道的 SMV3′末端序列吻合。序列的
GenBank登录号为DQ360820。
将DQ360820序列与文献报道的14个 SMV分
离物的CP氨基酸序列进行比较的结果表明:15个
SMV分离物根据其序列同源性分在了2个不同的
组中。其中,10个大豆 SMV分离物为一组,包括
DQ360820在内的5个SMV半夏分离物为一组。相
对来说,DQ360820与 SMV大豆分离物有较大的差
异,氨基酸同源性在801% ~813%;而10个大豆
分离物的同源性较高,氨基酸同源性为 955% ~
100%。DQ360820与半夏分离物的同源较高,核苷
酸氨基酸同源性为943% ~957%。DQ360820与
DsMV的 2个分离物 AF169832,U08124的比较表
明:DQ360820与 DsMV的同源性较低,分别为
637%,643%。15个SMV分离物和2个DsMV分
离物的CP基因氨基酸序列同源性聚类分析结果见
图1。
图1 15个SMV分离物及2个DsMV的外
基酸序列同源性聚类分析
3 小结与讨论
本研究采用不同的检测方法检验自然侵染半夏
的病毒,DASELISA检测时,DsMV阳性的样品,
SMV检测也呈阳性,通过 RTPCR克隆测序的结果
为SMV,这和陈炯的报道也基本一致[4]。以上结果
说明 DsMV和 SMV可能有相同的抗原决定簇,
DsMV和 SMV同属 Potyvirus,其外壳蛋白的同源性
较高,因此有相同的抗原决定簇也有可能。这同时
也说明 DASELISA检测具有局限性。在检测一种
病毒的时候,要运用多种检测手段,才能明确病毒的
种类。本试验选择半夏生长早期,在2004年3月与
2005年3月,对不同来源地的三叶半夏人工栽培品
种与野生样品病毒病害调查的结果表明:不同来源
·666·
第32卷第8期
2007年4月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.32,Issue 8
April,2007
地的栽培品种样品与野生品种样品均受到不同程度
的病毒侵染,在栽培品种样品中三叶半夏病毒的感
染率呈很明显的区域性分布。在一些病毒病害严重
的地区如萧山(浙江),病毒检出率高达100%,且通
常是CMV与SMV复合侵染。这说明在三叶半夏规
模化种植过程中,一旦发生病毒侵染,就可能导致大
面积扩散,危及整个种植地。而三叶半夏以无性繁
殖为主,病毒侵染会逐代累积导致严重减产。这是
在一些三叶半夏主产地产量逐年减低的主要原因。
对野生三叶半夏的病毒检测结果可知:2种病毒在
各地的野生半夏中也普遍存在。
三叶半夏作为我国特有的一种传统药用植物,
需求量较大,能产生巨大的经济效益。由于三叶半
夏一直采用无性繁殖方式栽培繁殖,其病毒感染后
会大量积累,病害日趋严重,导致产量和品质下降,
因此有必要建立三叶半夏的脱毒及快速繁殖体系,
并通过病毒发生的生态学研究,建立避免病毒扩散
的技术体系,为提高药材生产质量服务。
[参考文献]
[1] 陈集双,李德葆.侵染半夏的两种病毒的分离纯化和初步鉴定
[J].生物技术,1994,4(4):24.
[2] 陈集双,张耀洲,冯明光.黄瓜花叶病毒萝卜分离株卫星 RNA
的克隆及其与12个卫星RNA核苷酸序列的比较[J].浙江大
学学报(农业与生命科学版),2001,27(3):249.
[3] ChenJ,ChenJP,AdamsMJ.AuniversalPCRprimertodetect
membersofthePotyviridaeanditsusetoexaminethetaxonomic
statusofseveralmembersofthefamily[J].ArchVirol,2001,
146:757.
[4] ChenJ,ZhengHY,LinL,etal.Avirusrelatedtosoybeanmo
saicvirusfromPineliaternatainChinaanditscomparisonwithlo
calsoybeanSMVisolates[J].ArchVirol,2003,149:349.
[5] 刘文洪,陈集双,李永伟.侵染天南星科植物病毒的分子鉴定
及其生态学研究[J].应用生态学报,2004,15(4):566.
[6] 陈集双,高其康,洪 健.几种天南星科植物受芋花叶病毒感
染后的叶片组织病变研究[J].电子显微镜学报,1994,13(3):
183.
DetectionoftwovirusesinfectingPineliaternatainChina
SHENTUSusu1,2,WANGHaili1,3,CHENJishuang2,HEYubo4,GAOBida4
(1.ZhejiangUniversity,Hangzhou3100293,China;
2.InstituteofBioengineering,ZhejiangSciTechUniversity,Hangzhou310018,China;
3.ZhejiangWanliUniversity,Ningbo315100,China;
4.ColegeofBioSafetyScienceandTechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)
[Abstract] Objective:TostudyvirusesinfectingPineliaternatainChina.Method:Symptomobservation,DASELISAand
RTPCRdetectionwereapplied.Resultandconclusion:Duringasurveyinearlyspring,SMVandCMVwerebothcommonlydistrib
utedasmainvirusesinfectingP.ternatacolectedfromdiferentareasinChina.ButDsMVwastheviruswhichinfectedP.ternatein
naturalcondition.TheinfectionratioofcultivatedP.ternatebySMVandCMVwere714% and143% respectivelyfor21samples
colectedfromNingbo,Zhejiangprovince;100% and444% for18samplesfromXiaoshan,Zhejiangprovince;619% and333%
for21samplesfromHebeiprovince;500% and417% for12samplesfromAnhuiprovince;167% and167% for12samplesfrom
Sichuanprovince;313% andnonefor16samplesfromBeijing.Andtheinfectionratioof25wildsamplesfromdiferentareasofChi
nainfectedbySMVandCMVwereboth200%.
[Keywords] Pineliaternata;cucumbermosaicvirus;soybeanmosaicvirus;DASELISA;RTPCR
[责任编辑 张宁宁
櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗


櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗櫗








欢 迎 投 稿  欢 迎 刊 登 广 告
·766·
第32卷第8期
2007年4月
         
    中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
       
Vol.32,Issue 8
April,2007