成果名称: 三种双生病毒复合侵染不同抗性基因番茄时重组突变的病理学意义
完成单位: 广东省农业科学院植物保护研究所
主要人员: 汤亚飞,杜振国,佘小漫,蓝国兵,陈婷
介绍:

    ①课题来源与背景:烟粉虱传双生病毒侵染引起的番茄黄化曲叶病是目前番茄生产上主要病害。该类病毒借助于烟粉虱传播,常多种混合发生或复合侵染,极易发生基因重组产生新株系或新病毒,导致病害大流行。广东省番茄黄化曲叶病发生普遍,病原复杂,复合侵染普遍,本成果在国家自然青年科学基金项目(项目批准号:31501606)资助下,对其复合侵染时病毒重组突变的病理性意义开展研究。

    ②研究目的与意义:番茄黄化曲叶病是目前我国番茄生产上首要病害。世界上已报道可侵染引起番茄黄化曲叶病的病毒至少有42 种, 这些病原病毒均属于双生病毒科菜豆金色花叶病毒属。该类病毒突出特点是自然界中复合侵染普遍,极易发生重组变异,常产生更强致病力的新株系或新病毒,克服寄主植物的抗性,成为优势种群而造成病毒病大流行;而病毒病流行过程中,病毒间又可进一步重组产生新的病毒,形成病毒重组和病害流行的恶性循环。目前侵染引起我国番茄黄化曲叶病的病毒有10余种,其中北方主要是番茄黄化曲叶病毒,病原单一;而广东、广西、海南、云南等地病原复杂,侵染番茄的双生病毒包括TYLCV等10余种,且田间常混合发生和复合侵染为害,为重组新病毒产生提供了良好条件。本成果对3种病毒复合侵染不同抗性基因番茄时重组突变的病理学意义进行研究,为预测预警番茄黄化曲叶病的流行及防控重组突变体的大暴发提供科学依据。

     ③主要论点与论据:(1)揭示了为害广东番茄的3 种双生病毒复合侵染后,病毒基因序列会产生缺失、突变、重组等一系列变化,且随着时间的延长产生新株系和新病毒概率越大。本研究经过大量克隆测序,序列比对分析,筛选到10个突变体,其中6个缺失突变体、重组新病毒1个,新株系3个。(2)明确了重组新病毒的致病性、遗传稳定性及与介体-烟粉虱传毒效率性等病理学特征。(3)揭示了为害番茄的双生病毒复合侵染时极易发生自然重组和变异,研究结果为预测预警番茄黄化曲叶病的流行及防控重组突变体的大暴发提供科学依据。(4)发现重组新病毒和亲代病毒在本氏烟上症状差异明显,通过深度测序发现两者在转录水平存在一定的差异。(5)此外对为害广东番茄的双生病毒种类进行监测,发现了新病毒1种、自然新寄主1个。(6)发表论文4篇。

    ④创见与创新:率先通过人工接种证实了为害广东番茄的3种双生病毒复合侵染后会产生缺失、突变、重组等变化,且随着时间的延长产生新株系和新病毒概率越大;进一步明确了重组新病毒具有很大潜在危害性;该研究结果为预测预警番茄黄化曲叶病的流行及防控重组突变体的大暴发提供科学依据;此外,发现了新双生病毒1种、新寄主1个。

    ⑤社会经济效益,存在的问题:(1)社会效益:本成果在室内人工混合接种TYLCV、ToLCGuV和ToLCTWV 3种病毒的侵染性克隆到番茄植株上,对复合侵染后3种病毒的基因序列发生的重组和变异进行监测,经过30月时筛选到一个由TYLCV和ToLCGuV重组而来的新病毒,并对其致病性、种群遗传特征及与烟粉虱传毒效率等进行的测定,结果显示该重组新病毒潜在危害性很大,而在番茄实际生产中,两种或两种以上双生病毒复合侵染现象很普遍,极有可能重组出新病毒造成番茄黄化曲叶病的大发生和流行,因此本研究结果对预测预警番茄黄化曲叶病的流行及防控重组突变体的大暴发有重要意义。(2)存在问题:重组突变体的筛选存在一定的偶然性,本项目主要是通过大量克隆测序,通过序列比对来获得突变体,这样重组突变体的获得跟克隆测序的数量呈正相关性,克隆测序的数量越多,重组突变体获得几率越大。目前还未摸索出最佳筛选方法。此外,本研究可知,随着复合侵染时间的延长,重组突变几率越高,本项目仅监测到复合侵染30月时,有待对复合侵染更长时间后重组突变进行研究。

     ⑥历年获奖情况:无

批准登记号:
登记日期: 2019-08-09
研究起止时间: 2016-01-01至2018-12-31
所属行业: 农、林、牧、渔业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 国家自然科学基金委员会生命科学部
评价日期: 2019-03-27