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陜西省草莓病毒種類的LncRNA測(cè)序初步鑒定.pdf

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陜西省草莓病毒種類的LncRNA測(cè)序初步鑒定.pdf

園藝學(xué)報(bào) 2021 48 8 1589 1594 Acta Horticulturae Sinica doi 10 16420 j issn 0513 353x 2020 0675 http www ahs ac cn 1589 收稿日期 2021 02 23 修回日期 2021 05 11 基金項(xiàng)目 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 2019YFD1001800 陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 2021NY 040 通信作者 Author for correspondence E mail zhaolei5105 wuyf 陜西省草莓病毒種類的 LncRNA 測(cè)序初步鑒定 黃倩茹 1 牛永浩 2 吳 寬 2 劉占杰 3 曹孟籍 4 趙 磊 1 吳云鋒 1 1 西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院 旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西楊凌 712100 2 楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西楊凌 712100 3 楊凌龍德盛農(nóng)業(yè)科技有限公司 陜西楊凌 712100 4 西南大學(xué)柑桔研究所 重慶 400712 摘 要 為明確陜西省草莓主要病毒種類及各種病毒在主產(chǎn)區(qū)的地理分布 通過 LncRNA 測(cè)序結(jié)合 反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) reverse transcription PCR RT PCR 對(duì)陜西省草莓主產(chǎn)區(qū)西安 咸陽和寶雞的 7 個(gè)區(qū)或縣的草莓疑似感染病毒病樣品進(jìn)行了檢測(cè) 結(jié)果表明草莓斑駁病毒 strawberry mottle virus SMoV 和草莓鑲脈病毒 strawberry vein band virus SVBV 在 7 個(gè)區(qū)或縣均有發(fā)生 而草莓輕型黃邊病毒 strawberry mild yellow edge virus SMYEV 菠菜潛隱病毒 spinach latent virus SpLV 和番茄線蟲傳多面體病毒 Lycopersicon esculentum nepovirus LENV 局部發(fā)生 首次報(bào)道在草莓上檢測(cè)到 SpLV 和 LENV 關(guān)鍵詞 草莓 草莓斑駁病毒 草莓鑲脈病毒 草莓輕型黃邊病毒 菠菜潛隱病毒 番茄線蟲傳多 面體病毒 LncRNA 中圖分類號(hào) S 668 4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 0513 353X 2021 08 1589 06 LncRNA Sequencing Identification of Viruses Infecting Strawberry in Shaanxi HUANG Qianru 1 NIU Yonghao 2 WU Kuan 2 LIU Zhanjie 3 CAO Mengji 4 ZHAO Lei 1 and WU Yunfeng 1 1 State Key Laboratory of Crop Stress Biology for Arid Areas College of Plant Protection Northwest A F University Yangling Shaanxi 712100 China 2 Yangling Vocational Technical College Yangling Shaanxi 712100 China 3 Yangling Longdesheng Agricultural Science and Technology Co Ltd Yangling Shaanxi 712100 China 4 Citrus Research Institute Southwest University Chongqing 400712 China Abstract In order to clarify major virus species on strawberry and their geographical distribution in main strawberry areas in Shaanxi this study collected and detected strawberry samples from seven districts or counties in Xi an Xianyang and Baoji through LncRNA sequencing and reverse transcription PCR RT PCR Results showed that strawberry mottle virus SmoV and strawberry vein band virus SVBV were identified in all of the seven districts or counties but strawberry mild yellow edge virus SMYEV spinach latent virus SpLV and Lycopersicon esculentum nepovirus LENV were only identified in parts of the seven districts or counties SpLV and LENV were firstly identified in strawberry Keywords strawberry strawberry mottle virus strawberry vein band virus strawberry mild yellow edge virus spinach latent virus Lycopersicon esculentum nepovirus LncRNA Huang Qianru Niu Yonghao Wu Kuan Liu Zhanjie Cao Mengji Zhao Le Wu Yunfeng LncRNA sequencing identification of viruses infecting strawberry in Shaanxi 1590 Acta Horticulturae Sinica 2021 48 8 1589 1594 隨著草莓栽培面積的不斷擴(kuò)大 草莓種苗頻繁交換及病毒傳播介體的滋生 加劇了草莓病毒的 傳播 導(dǎo)致草莓病毒病日益嚴(yán)重 尚巧霞 2015 已成為影響草莓安全穩(wěn)定生產(chǎn)的重要制約因素之 一 王國(guó)平 等 1990 陳道 等 2018 據(jù)報(bào)道 已發(fā)現(xiàn)的草莓病毒約 30 種 陳道 等 2021 其中少數(shù)病毒在世界上廣泛分布 大 部分病毒僅在局部地區(qū)發(fā)生 周厚成和何水濤 2003 在中國(guó)發(fā)生普遍且危害嚴(yán)重的草莓病毒主要 有草莓斑駁病毒 strawberry mottle virus SMoV 草莓鑲脈病毒 strawberry vein band virus SVBV 和草莓輕型黃邊病毒 strawberry mild yellow edge virus SMYEV 楊洪一 等 2007 另外 草 莓皺縮病毒 strawberry crinkle virus SCV 草莓潛隱環(huán)斑病毒 strawberry latent ringspot virus SLRSV 和草莓輕型黃邊伴隨病毒 strawberry mild yellow edge associated virus SMYEaV 在局部 地區(qū)的發(fā)生危害也有較多的報(bào)道 王國(guó)平 等 1990 陳道 等 2018 陜西省各地均有草莓種植 但多數(shù)集中在西安 咸陽和寶雞進(jìn)行規(guī)模化種植 品種以 紅顏 和 章姬 為主 有少量 甜查理 迄今為止 陜西省草莓感染的病毒種類以及病毒的地理分布均 缺乏系統(tǒng)性研究 為此 通過 LncRNA 測(cè)序結(jié)合反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) reverse transcription PCR RT PCR 對(duì)陜西省草莓上述主產(chǎn)區(qū)的樣品進(jìn)行了檢測(cè) 為病毒病的防控提供數(shù)據(jù) 1 材料與方法 1 1 材料 分別于 2019 年和 2020 年的 4 5 月 在陜西省西安市灞橋區(qū) 12 份 紅顏 8 份 章姬 臨潼縣 15 份 紅顏 5 份 章姬 戶縣 8 份 紅顏 12 份 章姬 和高陵縣 10 份 紅 顏 10 份 章姬 咸陽市郊區(qū) 12 份 紅顏 8 份 章姬 和鳳翔縣 10 份 紅顏 10 份 章姬 寶雞市眉縣 10 份 紅顏 8 份 章姬 12 份 甜查理 采集表現(xiàn)葉片黃脈 葉緣 褪綠 花葉 植株矮化和黃化等疑似被病毒侵染的草莓樣品共 150 份 于 80 保存?zhèn)溆?1 2 供試樣品的 LncRNA 測(cè)序與分析 LncRNA long non coding RNA 是一類長(zhǎng)度超過 200 bp 沒有開放閱讀框的內(nèi)源性非編碼 RNA LncRNA 建庫時(shí)去除 rRNA 可降低 rRNA 序列的干擾 有利于病毒序列的分析 每個(gè)地區(qū)挑選覆 蓋上述癥狀類型的 10 份獨(dú)立的樣品等量混合后作為一組樣品 7 個(gè)地區(qū)共得到 7 組樣品 利用 TRIzol 試劑盒 Invitrogen 提取樣品總 RNA 送華大基因科技有限公司進(jìn)行去 rRNA 建庫 用 Illumina HiSeq X ten 平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序 用 CLC Genomics Workbench 9 5 軟件去除測(cè)序獲得片段的接頭和低質(zhì)量的序 列 然后與 GenBank 中已登錄的草莓基因組進(jìn)行匹配分析 去除測(cè)序結(jié)果中與草莓基因組匹配的序 列 用 Trinity program 軟件對(duì)沒有匹配的序列進(jìn)行組裝 獲得組裝片段 在 NCBI 數(shù)據(jù)庫對(duì)所獲得 的片段進(jìn)行 BLAST 比對(duì) 分別找到與已知病毒同源的序列 初步確定感染草莓的主要病毒種類 1 3 供試樣品中草莓病毒的 RT PCR 檢測(cè) 對(duì) LncRNA 測(cè)序分析獲得的病毒進(jìn)行 RT PCR 檢測(cè) 用超微量紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定提取樣 品總 RNA 濃度 選擇濃度大于 200 ng L 1 的 RNA 用于后續(xù)試驗(yàn) 參照韓曉玉等 2020 和馮黎 霞等 2020 報(bào)道的 SVBV SMYEV SMoV 和菠菜潛隱病毒 spinach latent virus SpLV 檢測(cè)引 物對(duì)對(duì)應(yīng)的病毒進(jìn)行檢測(cè) 番茄線蟲傳多面體病毒 Lycopersicon esculentum nepovirus LENV 引 黃倩茹 牛永浩 吳 寬 劉占杰 曹孟籍 趙 磊 吳云鋒 陜西省草莓病毒種類的 LncRNA 測(cè)序初步鑒定 園藝學(xué)報(bào) 2021 48 8 1589 1594 1591 物根據(jù) LncRNA 測(cè)序獲得的 LENV 序列設(shè)計(jì) 表 1 引物由北京奧科鼎盛生物科技有限公司合成 RT PCR 參照韓曉玉等 2020 報(bào)道的試驗(yàn)方法 PCR 產(chǎn)物經(jīng) 1 瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè) 將含有目標(biāo) 條帶的 PCR 產(chǎn)物送至北京奧科鼎盛生物科技有限公司測(cè)序 以確定供試樣品中有無目標(biāo)病毒 表 1 RT PCR 檢測(cè)引物 Table 1 The primers used in RT PCR detection 引物名稱 Name of primer 引物序列 5 3 Primer sequence 產(chǎn)物大小 bp Product size 參考文獻(xiàn) Reference SVBVmt F AAGTTTGGATCTGGATTGCG R CTTTCCTTCGGATGGCTGA 816 韓曉玉 等 2020 SMYEVmt F CACCCCGAATCCGAATGTGA R GAGCACGCCATCGAAGAAAT 444 韓曉玉 等 2020 SMoVmt F GCGTGAACAGTCATGTGGTT R TCGTGGTCGCTTACTGGATG 620 韓曉玉 等 2020 SpLV RNA2 F GAACCACCGAAACCGAAA R CCACCTCAACACCAGTCATAG 436 馮黎霞 等 2020 LENV F TCCTTATGAGGCTTTAGGTGGCA R AACTTCTGAGGTGAGGTGGTCC 647 本研究 This study 2 結(jié)果與分析 2 1 供試樣品的 LncRNA 測(cè)序與分析 7 組草莓樣品經(jīng)過 LncRNA 測(cè)序分析后 對(duì)獲得的序列進(jìn)行 BLASTN 和 BLASTX 比對(duì) 獲得 了數(shù)量不等 1 13 的病毒片段 這些片段與已知病毒的序列同源性介于 86 02 99 80 表 2 其中灞橋區(qū)和戶縣樣品均只檢測(cè)到了 SVBV 最長(zhǎng)序列長(zhǎng)度分別為 7 862 nt 和 2 813 nt 基因組覆蓋 率分別為 99 92 和 35 75 臨潼縣樣品只檢測(cè)到了 SMoV 最長(zhǎng)序列長(zhǎng)度為 5 577 nt 基因組覆蓋 率為 87 99 高陵縣樣品檢測(cè)到了 SVBV 和 SMoV 最長(zhǎng)序列長(zhǎng)度分別為 7 946 nt 和 6 239 nt 基 因組覆蓋率分別為 100 和 98 44 咸陽市郊區(qū)樣品檢測(cè)到了 SVBV SMoV SpLV 和 LENV 最 長(zhǎng)序列長(zhǎng)度分別為 6 706 4 817 2 820 和 3 493 nt 基因組覆蓋率分別為 85 23 76 00 96 21 和 46 89 鳳翔縣樣品也檢測(cè)到了 SVBV SMoV SpLV 和 LENV 最長(zhǎng)序列長(zhǎng)度分別為 6 703 5 206 2 850 和 4 406 nt 基因組覆蓋率分別為 85 23 82 14 97 24 和 59 15 眉縣樣品檢測(cè) 到了 SVBV 和 SMYEV 最長(zhǎng)序列長(zhǎng)度分別為 8 020 和 2 276 nt 基因組覆蓋率分別為 100 和 38 12 表 2 供試樣品的 LncRNA 測(cè)序分析結(jié)果 Table 2 Analysis results from LncRNA sequencing of the tested samples 采樣地點(diǎn) Sampling region 大于 200 nt 的病毒片段數(shù)量 Total virus contigs 200 nt 與已知病毒核苷酸序列同源性 Nucleotide nt identity with known virus 鑒定到的病毒種類 Viruses identified 灞橋區(qū) Baqiao District 1 98 68 SVBV 臨潼縣 Lintong County 4 86 02 97 63 SMoV 戶縣 Huxian County 4 98 68 99 80 SVBV 高陵縣 Gaoling County 4 92 48 99 39 SVBV SMoV 咸陽市郊區(qū) Xianyang outskirts 10 95 73 99 05 SVBV SMoV SpLV LENV 鳳翔縣 Fengxiang County 13 91 00 99 05 SVBV SMoV SpLV LENV 眉縣 Meixian County 6 86 23 99 75 SVBV SMYEV 2 2 RT PCR 驗(yàn)證 LncRNA 測(cè)序結(jié)果 LncRNA 測(cè)序分析獲得了 SVBV SMoV SMYEV SpLV 和 LENV 共 5 種病毒的序列 對(duì)其 對(duì)應(yīng)樣品進(jìn)行 RT PCR 檢測(cè) 這 5 種病毒均能在對(duì)應(yīng)的樣品中檢測(cè)到 且測(cè)序結(jié)果正確 圖 1 其 中 SVBV 序列 GenBank 登錄號(hào) MW001302 與 BJJCX2 GenBank 登錄號(hào) KX249738 分離物同 Huang Qianru Niu Yonghao Wu Kuan Liu Zhanjie Cao Mengji Zhao Le Wu Yunfeng LncRNA sequencing identification of viruses infecting strawberry in Shaanxi 1592 Acta Horticulturae Sinica 2021 48 8 1589 1594 源率為 99 02 SMoV 序列 GenBank 登錄號(hào) MW001299 與 SMoV RNA2 A GenBank 登錄號(hào) MH013325 分離物同源率為 95 21 SMYEV 序列 GenBank 登錄號(hào) MW001300 與 T1 GenBank 登錄號(hào) LC515235 分離物同源率為 99 78 SpLV 序列 GenBank 登錄號(hào) MW001301 與 SRP059420 GenBank 登錄號(hào) KY695013 分離物同源率為 98 85 LENV 序列 GenBank 登錄號(hào) MW001298 與 pt077 sec 6 GenBank 登錄號(hào) MN814315 分離物同源率為 97 99 表明 LncRNA 測(cè)序與分析 結(jié)果準(zhǔn)確可靠 圖 1 5 種病毒的 RT PCR 檢測(cè)結(jié)果 M Marker DS2000 陽性 陰性 Fig 1 RT PCR detection results of 5 viruses M Marker DS2000 Positive Negative 2 3 田間樣品的 RT PCR 檢測(cè) 對(duì) 150份疑似被侵染的樣品進(jìn)行 5種病毒檢測(cè) 結(jié)果 7個(gè)地區(qū)的樣品中均檢測(cè)到 SVBV和 SMoV 陽性樣品數(shù)分別為 33 和 19 個(gè) SMYEV 在眉縣 灞橋和臨潼檢測(cè)到 陽性樣品總數(shù)為 9 個(gè) SpLV 和 LENV 在咸陽郊區(qū)和鳳翔檢測(cè)到 陽性樣品數(shù)分別為 6 個(gè)和 5 個(gè) 表 3 表 3 田間草莓樣品 5 種病毒的 RT PCR 檢測(cè)結(jié)果 Table 3 The detection results of five viruses from different strawberry fields by RT PCR 采樣地點(diǎn) Sampling region 檢測(cè)結(jié)果 陽性數(shù) 總數(shù) Detection results No of positive samples No of total samples SVBV SMYEV SMoV SpLV LENV 灞橋區(qū) Baqiao District 6 20 1 20 2 20 0 20 0 20 臨潼縣 Lintong County 3 20 2 20 5 20 0 20 0 20 戶縣 Huxian County 4 20 0 20 1 20 0 20 0 20 高陵縣 Gaoling County 5 20 0 20 3 20 0 20 0 20 咸陽市郊區(qū) Xianyang outskirts 4 20 0 20 3 20 3 20 2 20 鳳翔縣 Fengxiang County 5 20 0 20 3 20 3 20 3 20 眉縣 Meixian County 6 30 6 30 2 30 0 30 0 30 合計(jì) Total 33 150 9 150 19 150 6 150 5 150 3 討論 本研究中明確了 SVBV 和 SMoV 是侵染陜西省草莓的主要病毒 SMYEV SpLV 和 LENV 則 在陜西省局部地區(qū)發(fā)生危害 SVBV SMYEV 和 SMoV 是草莓上普遍發(fā)生且危害嚴(yán)重的病毒 這 3 種病毒中某 1 種單獨(dú)侵 染可造成約 30 的產(chǎn)量損失 混合侵染最高可造成 80 的產(chǎn)量損失 Horn Carver 1962 Martin Converse 1977 Mellor Krczal 1987 Thompson et al 2002 這 3 種病毒在中國(guó) 美國(guó) 澳大 黃倩茹 牛永浩 吳 寬 劉占杰 曹孟籍 趙 磊 吳云鋒 陜西省草莓病毒種類的 LncRNA 測(cè)序初步鑒定 園藝學(xué)報(bào) 2021 48 8 1589 1594 1593 利亞 加拿大新西蘭以及歐洲的許多國(guó)家均廣泛分布 Frazier Morris 1987 Converse 1992 Honet legrov et al 1995 Petrzik et al 1998 Martin Tzanetakis 2006 Cie li ska 2019 菠 菜潛隱病毒 SpLV 首次在草莓上檢測(cè)到 SpLV 感染的菠菜種子發(fā)芽率降低 芽苗生長(zhǎng)勢(shì)減弱 Bos et al 1980 其主要分布在丹麥 芬蘭 瑞典 挪威 新西蘭 美國(guó)和日本等國(guó)家 中國(guó)沒有該病 毒發(fā)生危害的報(bào)道 馮黎霞 等 2020 番茄線蟲傳多面體病毒 LENV 也是首次在草莓上檢測(cè) 到 關(guān)于該病毒對(duì)農(nóng)作物造成危害的報(bào)道較少 目前 SpLV 和 LENV 對(duì)草莓的危害還不清楚 為防 止這 2 種病毒在草莓上大量的傳播和擴(kuò)散 建議今后在植物病毒檢疫 草莓脫毒和草莓病毒檢測(cè)中 加強(qiáng)重視 SVBV SMYEV 和 SMoV 在田間主要通過草莓釘蚜 Chaetosiphon fragaefolii 傳播 尚巧霞 2015 SpLV 則主要通過種子傳播 該病毒在藜麥和菠菜上種傳率超過 50 在煙草上超過 90 Bos et al 1980 LENV 的具體傳播途徑目前還不明確 本研究中在陜西省草莓主產(chǎn)區(qū)共檢測(cè)到了 5 種病毒 這 5 種病毒中 SVBV 和 SMoV 在 7 個(gè)縣或 區(qū)均有發(fā)生 且檢出率分別是 22 0 和 12 7 這可能與當(dāng)?shù)夭糠止r(nóng)不使用草莓脫毒苗 通過自 己繁育草莓苗進(jìn)行種植有關(guān) 今后應(yīng)加大草莓脫毒苗的推廣使用 減少草莓病毒的危害 鑒于 SpLV 和 LENV 目前在陜西局部草莓產(chǎn)區(qū)有發(fā)生 今后在植物病毒檢疫 草莓脫毒 草莓病毒檢測(cè)等方面 應(yīng)重視 SpLV 和 LENV 防止這 2 種病毒在不同地區(qū)間相互傳播 同時(shí)防止其由草莓傳播到其他作 物 在生產(chǎn)草莓脫毒苗時(shí)應(yīng)重視 SpLV 和 LENV 的脫除 本研究中明確了陜西省侵染草莓的主要病毒種類 明確了它們?cè)陉兾魇?7 個(gè)草莓主產(chǎn)區(qū)的分布 和檢出率 并首次在草莓上檢測(cè)到 SpLV 和 LENV 為草莓脫毒及草莓病毒的防治提供了重要數(shù)據(jù) References Bos L Huttinga H Maat D Z 1980 Spinach latent virus a new ilarvirus seed borne in Spinacia oleracea Journal of Plant Pathology 86 2 79 98 Chen Dao Ding Xin lun Zhang Jie Xie Li yan Wu Zu jian 2018 Molecular detection of six viruses infecting strawberry in Fujian Province Journal of Plant Protection 45 6 1433 1434 in Chinese 陳 道 丁新倫 張 潔 謝荔巖 吳祖建 2018 福建省六種草莓病毒的分子檢測(cè) 植物保護(hù)學(xué)報(bào) 45 6 1433 1434 Chen Dao Zhang Jie Wu Zu jian Ding Xin lun 2021 Genome sequence of strawberry pallidosis associated virus isolated in China Acta Horticulturae Sinica 48 1 146 152 in Chinese 陳 道 張 潔 吳祖建 丁新倫 2021 草莓白化相關(guān)病毒中國(guó)分離物全基因組分析 園藝學(xué)報(bào) 48 1 146 152 Cie li ska M 2019 Genetic diversity of seven strawberry mottle virus isolates in Poland Plant Pathology Journal 35 4 389 392 Converse R H 1992 Modern approaches to strawberry virus research Acta Horticulture 308 19 30 Feng Li xia He Rui fang Zuo Ran ling He Ri rong Wu Mu tao Hu Xue nan 2020 Detection and identification of spinach latent virus carried by imported spinach seeds Jiangsu Agricultural Sciences 48 9 121 122 in Chinese 馮黎霞 何瑞芳 左然玲 何日榮 武目濤 胡學(xué)難 2020 進(jìn)境菠菜種子攜帶菠菜潛隱病毒的檢測(cè)與鑒定 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 48 9 121 122 Frazier N W Morris T J 1987 Strawberry vein banding Converse R H Virus diseases of small fruits Washington USDA Agricultural Handbook 16 20 Han Xiao yu Chen Si yu Li Gang Li Hong lian Shi Yan 2020 Identification of the pathogens causing strawberry virus disease in 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草莓病毒病種類鑒定及無病毒種苗的技術(shù)研宄 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 23 4 43 49 Yang Hong yi Zhang Zhi hong Li Li li Zhao Min 2007 Detection of strawberry viruses by multiplex RT PCR Acta Phytopathologica Sinica 37 5 549 552 in Chinese 楊洪一 張志宏 李麗麗 趙 敏 2007 利用多重 RT PCR 技術(shù)檢測(cè)草莓病毒的研究 植物病理學(xué)報(bào) 37 5 549 552 Zhou Hou cheng He Shui tao 2003 Advances in strawberry virus research Journal of Fruit Science 20 5 421 426 in Chinese 周厚成 何水濤 2003 草莓病毒病研究進(jìn)展 果樹學(xué)報(bào) 20 5 421 426

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