核盤菌低毒菌株SX466的生物學特性及所含真菌病毒的相關研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、核盤菌(Sclerotinia sclerotiorum)引起的菌核病是油菜等許多作物上的重要病害,目前對這一病害缺乏經濟、有效及穩(wěn)定的防治措施,急需探討新的防治策略。利用由真菌病毒引起核盤菌致病力衰退,對生物防治菌核病具有潛在的應用價值。
  本研究以陜西省漢中市發(fā)病油菜莖稈內菌核分離的SX466為材料,它的菌絲為短絨毛狀、菌落邊緣致密、表面上形成大量白色氣生菌絲、菌絲尖端彎曲、菌絲生長速度緩慢、不產生菌核、致病力弱、表現出明顯

2、的低毒現象。經克隆分析發(fā)現它攜帶了三種真菌病毒:Sclerotinia sclerotiorum megabirna virus1(SsMBV1),基于RdRp的進化分析,清楚的表明它和Rosellinia necatrix megabimavirus1(RnMBV1)親緣關系最近,相似率44%; Sclerotinia sclerotiorun mitovirus2/SX466(SsMV2/SX466)和Sclerotinia scl

3、erotiorum mitovirus2的另兩個種同源性高度92%; Sclerotinia sclerotiorum partitivirus/SX466(SsPV/SX466)和Grapevinepartitivirus(GPV)有60%相似度,本文重點研究SsMBV1。
  SsMBV1的基因組cDNA全長由兩條dsRNA片段構成,L1-dsRNA有8806 bp,L2-dsRNA有7909 bp。它可形成直徑約45 nm的

4、球形病毒粒子,病毒粒子蛋白指紋圖譜分析結果表明,SsMBV1的外殼蛋白主要由ORF1編碼的CP組成。L1-dsRNA有兩個閱讀框(ORF1和ORF2),分別編碼CP蛋白和RdRp蛋白。ORF1和ORF2沒有重疊區(qū)域,中間間隔114 bp,但在ORF2起始密碼子上游有一段不含終止密碼子的區(qū)域,位于ORF1終止密碼子的上游,存在典型的七核苷酸移碼motif“XXXYYYZ”,靠近它下游的位置存在假定RNA“假結體”,二者具備核糖體移碼的條件

5、,因此,ORF2可以通過核糖體移碼與ORF1形成一個融合蛋白。L2-dsRNA有兩個閱讀框(ORFA和ORFB),編碼兩個功能未知的蛋白。推定的ORFA編碼蛋白的N末端215-306 aa位置,有一個蛋白酶結構域(Peptidase_C7,pfam01830),它和已知的Cryphonectria hypovirus1(CHV1)木瓜半胱氨酸蛋白酶樣蛋白p29有29%的相似度,表明二者親緣關系相對較遠,推定可能是在ssRNA病毒與dsR

6、NA病毒間發(fā)生了水平基因轉移。通過序列比對分析,可以很明顯看出L1-dsRNA和L2-dsRNA的5'末端序列有高達98%相似度。二者5'末端前250nts完全一樣,高度保守,形成穩(wěn)定的莖環(huán)結構,而3'末端沒有明顯保守區(qū)域,也能形成莖環(huán)結構。
  SsMBV1可以通過核盤菌菌絲融合的方式水平傳播給營養(yǎng)體不親和的核盤菌無毒菌株1980hyg,并可形成和SX466中一樣大小的病毒粒子,如1980hygV1和1980hygV3,而且還發(fā)

7、現在傳遞過程中L2-dsRNA丟失,如1980hygV2。SsMBV1的病毒粒子可以直接侵染核盤菌無病毒菌株的原生質體,再生的菌株核酸帶型、病毒粒子形態(tài)均和SX466中的相似,如A367RV1和A367RV2。同樣發(fā)現在轉染過程中L2-dsRNA可以丟失,如A367RV3和A367RV4??梢姴《玖W釉谛纬蛇^程中L1-dsRNA和L2-dsRNA是分別單獨組裝成病毒粒子。RT-PCR和Northern雜交試驗進一步證明了SsMBV1序列

8、的特異性以及L2-dsRNA丟失的現象。
  通過水平傳播試驗和PEG介導的病毒粒子轉染核盤菌原生質體試驗均證明了SsMBV1可以傳播,而且L2-dsRNA/SsMBV1可以丟失。兩種類型的水平傳播衍生菌株和轉染子間菌落形態(tài)、生長速度和致病力均沒有顯著差異,可見L2-dsRNA/SsMBV1對寄主真菌的表型沒有影響或影響很小。RT-PCR和qPCR檢測進一步證明了L2-dsRNA/SsMBV1丟失,當L2-dsRNA丟失后,L1-

9、dsRNA的表達量比沒丟失的表達量低,推定L2-dsRNA可能會促進L1-dsRNA的累積。丟失L2-dsRNA/ SsMBV1的菌株中病毒粒子數量明顯少于不丟失的菌株,可見,L2-dsRNA/ SsMBV1會影響病毒粒子的穩(wěn)定性。
  為了研究L2-dsRNA/SsMBV1的功能,采用基因沉默技術,分別構建了L2-dsRNA中ORFA編碼的類似p29蛋白的基因和L1-dsRNA中ORF2編碼的RdRp基因的RNAi沉默載體,通過

10、農桿菌介導轉化,得到的轉化子菌落形態(tài)和原始菌株SX466相似,而且仍能檢測到較亮的核酸條帶,沉默效果不佳。
  通過對Ep-1PNA367/A367RV1/A367RV3高通量轉錄組測序,三個菌株中存在一些差異表達基因,這些基因參與了次生代謝產物合成的代謝途徑,包括如細胞色素P450(Cytochrome P450s)、非核糖體多肽合成酶(Nonribosomal Peptide Synthetase,NRPSs)以及單加氧酶(M

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