甘蔗花叶病毒种群遗传结构分析

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1、山东农业大学硕士学位论文甘蔗花叶病毒种群遗传结构分析姓名：高波申请学位级别：硕士专业：植物病理学指导教师：李向东20120612山东农业大学硕：I：学位论文中文摘要‘甘蔗花叶病毒(Sugarcanemosaicvirus，SCMV)是引起中国玉米矮花叶病的主要病毒。本研究从2009年到2011年连续三年对该病进行了跟踪调查研究，明确了我国导致玉米矮花叶病的病毒株系情况及其种群结构。2009年从保定表现矮花叶症状的玉米上得到一个SCMV分离物BD8，通过RT-PCR和5'RACE扩增了其全基因组，并测定了其核苷酸(nt)序列。除poly(A

2、)多'b，BD8基因组RNA长9576tit，其中5"-UTR和3"-UTR分别为148nt和236nt，ORF9192nt，编码一个含3063个氨基酸的多聚蛋白。BD8与GenBank中另外13个SCMV分离物全基因组序列的一致率在79．1％80．8％之间，CP的核苷酸和氨基酸序列一致率分别为76．90／o-．．82．6％和82．8％86．9％。在利用全基因组核苷酸序列构建的系统发育树中，SCMV分为4个组：第1组来自玉米，第1l组来自甘蔗，来自澳洲的分离物和BD8分别单独聚为一簇，说明BD8是SCMV的一个新株系。在利用CP基因核苷酸

3、序列构建的系统发育树中，BD8与泰国和越南的分离物分在了一组，说明该株系在南亚有分布。在温室内接种BD8的20个玉米品种均表现高感，显示该分离物的致病力较强。测定了黄淮海地区山东、河北、河南、山西和陕西51个SCMV分离物的全序列。结合GenBank中的14个全序列和92个CP基因序列分析了SCMV的种群遗传结构分析发现：1)65个具基因组全序列的分离物中有25个发生明显的重组，其中12个存在组间重组，13个发生了组内重组。2)基于全基因组序列，SCMV分离物可分成四个组，其中I和Ⅳ组的分离物来源于玉米，II组包括玉米和甘蔗分离物，而II

4、I组分离物来源于甘蔗。本研究获得的分离物大部分属于I组和Ⅳ组。而基于CP基因序列可分成5个组：A(MZgroup)、B(NSCEgroup)、C(MZ／SCEgroup)、D(SCEgroup)和E(SOgroup)。其中A组分离物的分布最广，C组分离物目前仅在中国和南亚有发现。我国同时存在这5个组的病毒株系，而本论文采集的SCMV分离物分别聚类到A组和C组。3)SCMV的11个基因中有lO个基因处于负向(或净化)选择，只有NIb基因处于正向(或多样化)选择。4)山西、山东和河北三省分离物间的基因交流频繁，而山西和河北的分离物与陕西分离物

5、间的基因交流不频繁，山东和陕西的分离物间在某些基因区域存在一定的基因交流。5)中国的A组病毒种群正处于一个爆发的状态，而C组病毒种群处于一个动态平衡状态，并有进一步扩张的趋势。关键词：甘蔗花叶病毒：基因组全序列；遗传结构；中性检测；基因流；重组；选择甘蔗花叶病毒种群遗传结构分析AbstractSugarcanemosaicvirus(SCMV)isthemostprevalentvirllScausingmaizedwarfmosaicdiseaseinnorthernChina．Inthisstudy,wemadeathreeyears

6、follow-upsurveyofmaizedwarfmosaicdiseasefrom2009to2011．ThevirusstrainscausingmaizedwarfmosaicinChinawereclassifiedandtheirgeneticstructurewasanalyzed．ASCMVisolate，BD8，WasobtainedfromthemaizeshowingdwarfandmosaicsymptomsinBaoding，China．ThecompletegenomicsequenceofBD8is9576

7、nucleotides(神excludingthepoly(A)tail．Itcontainsonesingleopenreadingframeof9，192ntandencodesalargepolyproteinof3,063aminoacids(枷，flankedbya5'-untranslatedregionfOTR)of148ntandaY-UTRof236nt．TheentiregenomicsequenceofBD8．sharesidentitiesof79．1％～80．8％withthoseofother13SCMViso

8、latesavailableintheGenBankatntlevel，whiletheirCPgenesshareidentitiesof76．90／,--82．6％and82．8*／,'-