中國柑橘黃龍病病原菌原噬菌體遺傳多樣性研究.pdf

1、柑橘黃龍病是世界范圍內最具毀滅性的柑橘病害之一，目前正嚴重威脅亞洲、非洲、大洋洲、南美洲和北美洲的近50個國家和地區(qū)柑橘產業(yè)的發(fā)展。中國19個柑橘產區(qū)中已有11個遭受黃龍病危害。柑橘黃龍病引起植株生長受阻，枝梢黃化，其最典型的癥狀葉片斑駁型黃化和“紅鼻果”可做為初步田間診斷的依據(jù)。黃龍病病原菌是昆蟲介體傳播，局限于韌皮部的革蘭氏陰性細菌，暫定為韌皮部桿菌屬(Candidatus Liberibacter)的3個種，分別為亞洲種(‘Ca.

2、L.asiaticus’)、非洲種（‘Ca.L.africanus’）和美洲種（‘Ca.L.americanus’）。其中，‘Ca.L.asiaticus’在世界范圍內分布最為廣泛，引起柑橘產業(yè)損失最為嚴重，在中國分布的黃龍病病原菌也為該種。
　　 目前，柑橘黃龍病病原菌分離培養(yǎng)尚未成功，柯赫氏法則亦未得到完整的驗證，因此對病原菌形態(tài)和生理生化等方面的了解十分有限。對病原菌遺傳多樣性評估成為病原研究的一個重要方向，有助于了解種群

3、遺傳結構及病害流行學規(guī)律。本學位論文在國家公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項(201003067-02)及教育部長江學者及創(chuàng)新團隊(IRT0976)等項目資助下，通過對中國不同地理來源柑橘黃龍病菌亞洲種（‘Ca.L.asiaticus’）株系的多個原噬菌體基因位點進行遺傳多樣性研究，在分子水平上進一步探索了病害的起源及流行規(guī)律。本研究主要獲得以下研究結果:
　　 1、運用已報道的具有串聯(lián)重復序列的一個噬菌體阻遏蛋白C1基因位點及兩個超變

4、異原噬菌體基因位點對中國‘Ca.L.asiaticus’種群分化進行了評估。研究結果表明，中國不同地理來源的株系對各基因位點的檢出率具有較大差異，且序列結果也顯示各位點串聯(lián)重復序列區(qū)域的重復數(shù)都具有較大變異，尤其是西南地區(qū)（云南、貴州和四川）在兩個超變異原噬菌體基因上較其它地區(qū)更具復雜性。因此將串聯(lián)重復序列基因位點作為分子標記可用于‘Ca.L.asiaticus’遺傳多樣性研究。
　　 2、通過兩個原噬菌體末端酶基因位點、兩個超

5、變異原噬菌體基因位點及一個假定蛋白基因位點對來自中國8個黃龍病病區(qū)的‘Ca.L.asiaticus’株系存在的原噬菌體類型進行研究。結果表明，中國株系廣泛存在兩種原噬菌體類型SC1和SC2。根據(jù)病原菌存在的原噬菌類型不同和相應基因序列變異程度高低，將所有株系分為西南地區(qū)，兩廣地區(qū)和閩贛浙地區(qū)三個大的地理來源。其中西南地區(qū)主要存在SC1型的原噬菌體，兩廣地區(qū)主要存在SC2型的原噬菌體，而閩贛浙地區(qū)存在兩種原噬菌體，但不具有明顯優(yōu)勢的原噬菌

6、體類型。此外，通過對假定蛋白基因位點的研究還發(fā)現(xiàn)一種與原噬菌體SC1和SC2序列差異較大的原噬菌體T3，推測為一種新的原噬菌體，主要分布在西南地區(qū)和閩贛浙地區(qū)。
　　 3、對原噬菌體上共6個基因位點的研究結果表明，中國‘Ca.L.asiaticus’株系在原噬菌體上不同基因位點具有多態(tài)性程度不同。其中原噬菌體末端酶基因序列的兩個位點相對保守，僅存在少量核苷酸位點的變異。而噬菌體阻遏蛋白C1基因存在一個串聯(lián)重復序列區(qū)域，該區(qū)域具有

7、高度變異的串聯(lián)重復序列重復數(shù)。超變異原噬菌體基因及假定蛋白基因序列亦表現(xiàn)高度變異，其序列變異來源除了核苷酸差異，序列插入或缺失，串聯(lián)重復序列重復數(shù)變化外，還在超變異原噬菌體基因上發(fā)現(xiàn)基因重排現(xiàn)象，以及在假定蛋白基因上發(fā)現(xiàn)重組現(xiàn)象。各基因位點變異程度的差異反映了原噬菌體不同基因位點進化速率的不同，高度變異的基因位點可應用于種群分化研究，為病害起源和傳播流行途徑研究提供重要線索。
　　 本論文通過多個原噬菌體靶標基因位點對中國不同地