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柑橘黄龙病(Citrus Huanglongbing,简称HLB)是世界柑橘生产上最严重的毁灭性病害之一。其症状复杂多样,一般分为五类,即:斑驳、黄化、花叶、小叶及无症状。目前,人们普遍认为原核生物、薄壁菌门、a—变型菌纲(Proteobacteriacea)的候选韧皮部杆菌属(Candidatus Liberibacter spp)是引起黄龙病的病原,但由于该病原尚不能人工培养,且未完成柯赫氏法则,所以还不能正式确定其为病原物。
为了更好地对柑橘黄龙病病原进行研究,本研究通过菟丝子(Cuscuta compestris)将黄龙病相关病菌从柑橘传至长春花(Catharanthus roseus),获得长春花病芽,后将该病芽嫁接于健康长春花苗,通过症状观察,电子显微镜观察及Nested-PCR技术对其进行研究,获得如下研究结果:1、通过症状观察,发现发病长春花不仅表现出了斑驳、黄化等黄龙病的特异症状,另外还表现出了一些丛枝、花变叶及花色变淡等植原体所引起的特异症状。2、对发病长春花进行透射电镜观察,可在韧皮部筛管细胞中清楚的看到植原体病原。病原形态多样,但大多数病原以球形和短椭圆形为主,大小多约为0.5μm,少数为棒状,长约2μm,无细胞壁结构有三层膜结构,病原在筛管细胞内分布不均匀。3、根据植原体16S rDNA序列设计植原体特异引物,通过Nested-PCR技术对这些发病长春花进行植原体检测,发现所有表现上述症状的样品均呈阳性,扩增到了约513bp的条带。以上结果说明长春花是柑橘黄龙病相关细菌“Ca. Phytoplasma asteri”大量增殖的适宜草本寄主,病原比在柑橘体内能够得到更好地生长与繁殖。这表明长春花能够作为植原体的适宜草本寄主而用于后续研究。
为了进一步研究,本研究从中国广东、云南、贵州、湖北四省的20个自治市采集423个柑橘样品,将这些样品分为五种症状类型:斑驳、黄化、花叶、丛枝小叶及无症状。用基于TaqMan探针的Real-Time PCR技术对样品进行韧皮部杆菌Ca. Liberibacter asiaticus的检测,同时,使用植原体特异引物,通过Nested-PCR技术对这些样品进行植原体检测。随后将扩增到的植原体特异片段回收、纯化并与pMD18-T载体连接转化至大肠肝菌E.coli DH5a菌株,通过筛选得到阳性克隆重组质粒,对克隆片段进行DNA序列测定。在Genbank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)中利用BLASTn对所克隆的植原体16S rDNA片段序列进行同源性搜索与比对分析,研究结果表明:
1、在423个样品中,169个样品检测到韧皮部杆菌“Ca.L.asiaticus”,阳性检出率为39.95%;198个样品检测到植原体“Ca. Phytoplasma asteri”,阳性检出率为46.81%。表明首次在中国柑橘产区表现黄龙病症状的柑橘树体内检测到植原体“Ca. Phytoplasma asteri”。
2、结合症状分析,发现在169个韧皮部杆菌“Ca.Lasiaticus”检测为阳性的柑橘样品中,表现斑驳症状的样品86个(50.89%);表现黄化症状的样品37个(21.90%);表现花叶症状的样品35个(20.71%);表现小叶丛枝症状的样品18个(10.65%),无症状样品17个(10.06%);在198个植原体“Ca.Phytoplasma asteri”检测为阳性的柑橘样品中,表现斑驳症状的样品52个(26.26%);表现黄化症状的样品72个(36.36%);表现花叶症状的样品36个(18.18%);表现小叶丛枝症状的样品13个(6.60%),无症状样品42个(21.21%)。表明韧皮部杆菌多与斑驳症状相关,而植原体多与黄化症状相关,两者还能不同程度的引起花叶、丛枝小叶等症状。
3、在所有的样品中,82个样品同时检测到了韧皮部杆菌“Ca.L.asiaticus”和植原体“Ca.Phytoplasma asteri”,表明田间的部分柑橘黄龙病症状是由两种细菌复合侵染引起的。
4、首次对柑橘黄龙病相关细菌“Ca. Phytoplasma asteri”16S rDNA基因片段进行克隆、测序及序列分析。序列比对结果表明,6个克隆片段均与基因库中的植原体序列高度同源,同源率达99%,说明这些样品的核苷酸序列在16S rDNA序列上与基因库中许多植原体序列高度保守,无差异。