论文部分内容阅读
真菌病毒(Mycovirus或Fungal virus)是侵染真菌的病毒,近年来,越来越受到重视。小麦赤霉病是我国一种重要的植物病害,其优势致病菌是禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)。Fusarium graminearum hypovirus 2(FgHV2/JS16)和Fusarium graminearum mycotymovirus 1(FgMTV1/SX64),是本实验室在前期工作中分别从江苏省和陕西省禾谷镰刀菌菌株中鉴定的新病毒,全长序列分别为12800和7863个核苷酸,FgHV2/JS16和FgMTV1/SX64分别是低毒病毒科(Hypoviridae)和芜菁黄花叶病毒科(Tymoviridae)的新病毒。在此基础上,本文对FgHV2/JS16的寄主菌株JS16中大小约为5 kb的dsRNA片段测序鉴定,并系统分析FgHV2/JS16的生物学功能及对寄主转录组的影响;对FgMTV1/SX64的分类地位进行精确分析,且系统分析FgMTV1/SX64的生物学功能。该研究为真菌病毒的分类提供重要参考,也为真菌病毒在生物防治中的应用奠定理论基础。1、对禾谷镰刀菌菌株JS16中的5 kb左右的病毒dsRNA片段进行了克隆测序,该片段全长4553bp,在GenBank登录号为KP208179。与FgHV2/JS16的基因组RNA相比,两者的5’-UTR(Untranslated Regions)和3’-UTR序列一致,但是该片段缺少了基因组RNA中间8247个核苷酸序列。该片段只有一个开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),编码一个由1195个氨基酸构成的多聚蛋白(polyprotein)。将该dsRNA片段命名为FgHV2/JS16缺陷型RNA(Fusarium graminearum hypovirus 2 defective RNA,D-RNA)。2、对低毒病毒科病毒FgHV2/JS16的生物学功能进行了系统鉴定,FgHV2/JS16对寄主真菌的菌落形态、生长速度、孢子产量、生物产量、真菌毒素产生和致病力等方面都产生显著地抑制作用,在生物防治上有很大的应用潜力。对FgHV2/JS16侵染寄主真菌JS16后Argonaute-like基因、Dicer-like基因和RdRp-like基因的表达情况进行检测,结果表明,RNA沉默在寄主真菌抵抗真菌病毒方面起到非常重要的作用。3、对侵染FgHV2/JS16的菌株JS16和脱毒菌株JS16-F进行转录组分析,共鉴定出153个差异表达基因(Different Expressed Genes,DEGs),其中上调105个,下调48个。差异表达基因的富集分析揭示出许多重要的通路。代谢过程、膜相关的转运系统、转录因子、RNA沉默途径、真菌毒素产生、色素积累、有性生殖等过程都受到FgHV2/JS16侵染的影响。4、通过FgMTV1/SX64和相关病毒的基因组结构比较和序列及系统发育树全面分析,我们可以确定FgMTV1/SX64是芜菁黄花叶病毒科(Tymoviridae)的一个新种,但是与该病毒科已确定的3个病毒属(Tymovirus,Marafivirus,Maculavirus)有明显的不同,因此,我们建议在Tymoviridae病毒科中成立一个新属Mycotymovirus,该病毒更名为Fusarium graminearum mycotymovirus 1(FgMTV1/SX64),FgMTV1/SX64是新属Mycotymovirus中的代表种。5、对芜菁黄花叶病毒科病毒FgMTV1/SX64的生物学功能进行了系统鉴定,尽管FgMTV1/SX64侵染对孢子产量、生物产量和致病力有微弱影响,但是,该病毒的侵染对真菌寄主SX64的生长速度、菌落直径和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)产量有显著的影响。