中國番茄黃化曲葉病毒衛(wèi)星和煙草曲莖病毒衛(wèi)星的嵌合體種群遺傳變異分析.pdf

1、已有研究表明，中國番茄黃化曲葉病毒(Tomatoyellow leaf curl Chinavirus,TYLCCNV)和煙草曲莖病毒（Tobacco curly shoot virus，TbCSV）及其伴隨的β衛(wèi)星分子（TYLCCNB和TbCSB）具有類似于植物RNA病毒的遺傳變異特點，其種群結(jié)構(gòu)表現(xiàn)“準(zhǔn)種”特性。本實驗室前期研究表明，TYLCCNB和TbCSB比其輔助病毒具有更豐富的種群遺傳結(jié)構(gòu)，突變頻率更高。TYLCCNB突變克隆

2、百分率和突變頻率均高于TbCSB，且伴隨異源輔助病毒時β衛(wèi)星具有更高的突變克隆百分率和突變頻率。βC1是β衛(wèi)星分子上唯一一個功能基因，其編碼的βC1蛋白非衛(wèi)星復(fù)制所必需，但對輔助病毒誘導(dǎo)寄主癥狀具有關(guān)鍵作用。TbCSB-10C1和TYLCCNB-35C1是兩個β衛(wèi)星TbCSB和TYLCCNB互換βC1基因所得的嵌合體。本研究以TbCSV Y35分離物(Y35A)，以及衛(wèi)星TbCSB Y35分離物(Y35β)和TYLCCNB Y10分離物

3、(Y10β)的嵌合體Y35β-10C1、Y10β-35C1為實驗材料，將輔助病毒Y35A分別伴隨兩個衛(wèi)星嵌合體的侵染性克隆接種本氏煙和心葉煙，從接種植株中共獲得4個Y35β-10C1和4個Y10β-35C1衛(wèi)星嵌合體種群，并對這些衛(wèi)星嵌合體種群的遺傳結(jié)構(gòu)及變異特點進(jìn)行了分析。
　　對衛(wèi)星嵌合體種群遺傳結(jié)構(gòu)的分析表明，Y10β-35C1和Y35β-10C1所有種群均具有豐富的遺傳多樣性，符合“準(zhǔn)種”結(jié)構(gòu)特征。其中Y10β-35C1和

4、Y35β-10C1種群的平均突變克隆百分率分別為100％和37.68％;平均突變頻率分別為6.31×10-3和3.55×10-4，二者相差了一個數(shù)量級，且無論是在本氏煙還是心葉煙中Y35β-10C1種群的變異水平均低于Y10β-35C1種群;表明Y10β-35C1種群的遺傳結(jié)構(gòu)更豐富，突變頻率比Y35β-10C1種群更高。
　　本研究比較了衛(wèi)星嵌合體Y10β-35C1和Y35β-10C1種群在不同植株中的變異水平，結(jié)果表明Y35β

5、-10C1和Y10β-35C1的致病性都很強，接種本氏煙和心葉煙9-12d即可觀察到嚴(yán)重的雙生病毒典型癥狀，但在兩種寄主中其種群的變異水平不同。Y35β-10C1在本氏煙和心葉煙中平均突變克隆百分率分別為12.5％和20.09％，平均突變頻率分別為2.07×10-4和5.03×10-4，表明Y35β-10C1在心葉煙中的變異水平高于本氏煙;Y10β-35C1在本氏煙和心葉煙中平均突變克隆百分率均為100％，平均突變頻率分別為6.12×1

6、0-4和7.71×10-4，表明Y10β-35C1在心葉煙中的變異水平略高于本氏煙。從不同的接種時間來看，Y35β-10C1-60d和Y35β-10C1-120d種群的平均突變克隆百分率分別為23.96％和8.48％，平均突變頻率分別為2.38×10-4和4.73×10-4，可見120d的Y35β-10C1種群較60d種群變異水平高。而Y10β-35C1-60d和Y10β-35C1-120d種群的平均突變克隆百分率均為100％，平均突變

7、頻率分別為6.51×10-3和7.32×10-3，表明120d的Y10β-35C1種群較60d種群變異水平高。
　　對衛(wèi)星嵌合體種群內(nèi)突變分布的分析表明，Y35β-10C1種群和Y10β-35C1種群的突變分布規(guī)律類似，Y35β-10C1和Y10β-35C1種群的堿基突變主要發(fā)生在A-rich區(qū)，在該區(qū)域內(nèi)的突變頻率分別為3.46×10-4和4.79×10-3;其中Y10β-35C1種群在A-rich區(qū)的突變位點又主要集中在950

8、-964核苷酸位點這一區(qū)段，Y35β-10C1在A-rich區(qū)則無明顯的突變區(qū)段。衛(wèi)星嵌合體在SCR區(qū)和βC1區(qū)少有發(fā)生，Y35β-10C1和Y10β-35C1種群在SCR區(qū)的突變頻率分別為1.73×10-5和1.62×10-5，在βC1區(qū)的突變頻率分別為8.66×10-6和2.43×10-5，顯著低于A-rich區(qū)的突變頻率。
　　對衛(wèi)星嵌合體種群內(nèi)突變類型的分析表明，Y35β-10C1種群的堿基突變類型包括堿基替換和堿基插入，

9、其中在本氏煙中沒有明顯的突變類型傾向，突變較為隨機，但在心葉煙中有明顯的G→T和G→A的突變傾向。Y10β-35C1種群的堿基突變類型為堿基替換、堿基插入和堿基缺失，其中在堿基替換突變類型中，本氏煙中有明顯的G→A、T→G、T→C、C→T、C→A的突變趨勢，在心葉煙中T→G、T→C、C→T則為優(yōu)勢突變類型，但無論在本氏煙還是心葉煙中堿基A的插入和缺失均占了很大比例，在本氏煙中堿基A的插入占了整個突變的26.17％，堿基A的缺失占了整個突

10、變的18.91％，在心葉煙中堿基A的插入占了整個突變的41.45％，堿基A的缺失占了整個突變的20.09％。與Y10β-35C160B相比Y10β-35C1120B具有更豐富的遺傳多樣性，除增加了C→T，C→A突變外還檢測到堿基G和堿基C的插入突變，Y10β-35C1120X比Y10β-35C160X具有更豐富的遺傳多樣性，除增加了堿基G→T、G→C、A→T以及C→G的突變外，還檢測到堿基G和堿基C的缺失突變。可以看出Y10β-35C1