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大豆植株新双子病毒的鉴定和表征,沉默抑制剂的测定

发布:2024-06-23 浏览:64

核心提示:文|名城雨编辑|名城雨在这项研究中,收集了来自显示皱纹的保持绿色植物的大豆叶进行宏转录组测序。一种新型双子病毒,暂定名为大豆双子病毒A(SGVA),在大豆保持绿色植物中被发现。全长SGVA基因组的序列分析显示,包含六个开放阅读框的2762个核苷酸基因组。系统发育分析表明,SGVA在基于全基因组和基于C1的系统发育树中都位于begomovirus分支附近,而在基于CP的系统发育树中,SGVA位于becurtovirus分支附近。SGVA被提议作为一种新的重组双子病毒。构建了SGVA的农传染性克隆。在本氏烟草

文|名城雨编辑|名城雨在这项研究中,收集了来自显示皱纹的保持绿色植物的大豆叶进行宏转录组测序。
一种新型双子病毒,暂定名为大豆双子病毒A(SGVA),在大豆保持绿色植物中被发现。
全长SGVA基因组的序列分析显示,包含六个开放阅读框的2762个核苷酸基因组。
系统发育分析表明,SGVA在基于全基因组和基于C1的系统发育树中都位于begomovirus分支附近,而在基于CP的系统发育树中,SGVA位于becurtovirus分支附近。
SGVA被提议作为一种新的重组双子病毒。
构建了SGVA的农传染性克隆。
在本氏烟草植物中观察到卷曲叶的典型全身症状,在11 dpi下观察到,接种后3周观察到严重的侏儒症。
SGVA编码的V2和C1蛋白通过马铃薯病毒X(PVX)载体的表达在本氏猪笼草中引起严重症状。
V2蛋白抑制GFP转基因16C 本氏猪笼草植物共浸润测定中的局部RNA沉默。
进一步的研究表明,接种SGVA-ZZ的本氏猪笼草植物症状轻微V2-停止和SGVA-ZZV2-3738AA突变 体。
与接种SGVA的植物相比,相对病毒DNA和CP蛋白积累水平均显着降低。
这项工作在大豆保持绿色植物中鉴定了一种新的双子病毒,并确定V2作为致病因子和沉默抑制因子。
大豆是中国四大作物之一。
大豆种子富含油和蛋白质,因此是食品和工业产品的重要资源。
大豆容易受到许多病毒感染。
据报道,全球有超过67种病毒感染大豆作物。
其中,在大豆中发现了双子病毒科病毒,如普通豆卷毛特技病毒(CBCSV)、大豆绿斑病毒(SoCSV)、绿豆黄花叶印度病毒(MYMIV)、非洲木薯花叶病毒(ACMV)、豇豆金花叶病毒(CPGMV)、多利乔斯黄花叶病毒(DoYMV)和大豆轻度斑驳病毒(SbMMoV)。
双子病毒是植物病原体,对全球许多作物造成重大经济损失。
目前,根据新的2020年ICTV分类法发布,该家族分为10属,即白疣病毒、Begomovirus、Capulavirus、Citlodavirus、Curtovirus、Eragrovirus、Grablovirus、Maldovirus、Mastrevirus、Mulcrilevirus、Opunvirus、Topilevirus、Topocuvirus和Turncurtovirus。
Begomovirus是双子病毒科中最大的属,含有环状单链DNA,它可以是由DNA-A和DNA-B成分组成的二分体,也可以是含有单个DNA-A样成分的单部分。
DNA-A组分的开放阅读框(ORFs)编码1个基因,分别是外壳蛋白(ORF AV2/V2)、运动蛋白(ORF AV1/V1)、复制相关蛋白(ORF AC2/C2)、转录激活因子(ORF AC3/C3)、复制增强子(ORF AC4/C4)和AC11/C蛋白。
在本研究中,我们从中国的大豆植物中发现了一种新的单子双子病毒,命名为大豆双子病毒A(SGVA)。
构建SGVA的传染性DNA克隆,并通过农杆菌介导的浸润接种到本氏烟草植物中,以显示SGVA引起疾病症状。
我们使用PVX表达系统测试了SGVA编码的蛋白质的作用,发现V2和C1对PVX症状发展和病毒积累至关重要。
我们进一步确定V2是RNA沉默(VSR)的病毒抑制因子和致病因子。
收集中国郑州大豆样品,显示皱纹和保持绿色症状和mRNA文库使用Illumina HiSeq X ten平台构建和测序。
在删除低质量的读取和适配器序列后,总共获得了 69,986,830 个干净读取。
使用CLC基因组学工作台组装后,产生了62,243个原代单基因。
然后使用CAP3 EST软件第二次组装这些单基因,以获得最终的单基因序列。
最终组装后,总共获得了54,208个重叠群。
通过测序获得了一个长度为7689个核苷酸的重叠群,读数最多为2367。
S1 番茄叶卷曲宿务病毒和黄脉中国病毒均表现出最丰富的表达,均定位于重叠群7689。
使用BLASTn分析,重叠群在未发表的大豆双子病毒序列的37%覆盖率上显示出97.42%的核苷酸一致性,在83%的覆盖率下,番茄卷曲爪哇病毒的核苷酸一致性为16.55%。
为该病毒提议命名为“大豆双子病毒A”分离株郑州。
在两个有症状的现场样本中检测到SGVA的发生,根据重叠群7689的序列,使用引物对AF / AR和BF / BR组装SGVA的全长序列,以扩增SGVA的全长和长度为2377 nt的片段并存入基因库,入藏号MZ505080。
全基因组长度为2762 nt。
发现SGVA包含六个假定的开放阅读框(ORF),包括病毒感觉链上的V1(786 nt)和V2(312 nt)基因,以及互补链上的C1(1086 nt),C2(417 nt),C3(456 nt)和C4(291 nt)基因双子病毒保守的9碱基核苷酸序列(TAATATTAC)也存在于SGVA的基因组中。
基于全长基因组核苷酸序列和外壳蛋白(CP)(V1)和C1氨基酸序列进行邻接系统发育分析。
SGVA-ZZ位于全基因组和基于C1的系统发育树中的begomovirus分支附近,而在基于CP的系统发育树中,SGVA-ZZ位于becurtovirus分支附近,因此,SGVA-ZZ被提出为一种可能的新型重组双子病毒。
SGVA的系统发育分析。
SGVA全基因组序列与选定双子病毒的系统发育关系。
该树是通过邻居连接方法构建的,在 MEGA X 软件中具有 1,000 个引导复制。
B,C SGVA与基于C1(B)和CP(C)氨基酸序列的选定双子病毒的系统发育关系。
该树是通过邻居连接方法构建的,在 MEGA X 软件中具有 1,000 个引导复制。
将SGVA的全长cDNA克隆构建到载体pGD中以获取重组载体pGDSGVA,将所得克隆农业渗透到本氏猪笼草植物4周龄的叶子中。
在接种后11天观察到卷叶的典型全身症状(dpi),在接种后3周观察到严重的侏儒症,在33 dpi下,与对照植物相比,SGVA感染的本氏猪笼草植物的开花受到抑制。
为了验证病毒DNA在13 dpi的全身叶中是否存在,使用引物对CP-F/R提取并检测总DNA,结果表明,SGVA在100、10和8株8个生物重复期间的感染率为13%。
此外,通过使用SGVA CP多克隆抗体进行蛋白质印迹,表明SGVA在3 dpi的内吸性叶片中积累。
为了确定SGVA编码的潜在毒力因子,通过基于PVX的异源表达系统在本氏猪笼草植株中瞬时表达12种ORF。
到2 dpi时,接种PVX-V1和PVX-C1的本氏猪笼草植物出现根尖坏死,最终导致植物死亡,接种PVX-V2、PVX-C3、PVX-C4和PVX-C4的植株产生PVX样症状。
为了确定严重症状是否与较高的病毒积累有关,使用带有PVX CP抗体的蛋白质印迹检测全身性叶片中CP的表达。
PVX-V2、PVX-C1和PVX-C2的感染促进了PVX的病毒积累,而PVX-V1、PVX-C3的积累表现出较低的CP水平,PVX-C4的CP积累与PVX相当,此外,使用qRT-PCR测定病毒RNA积累,结果与蛋白质印迹分析一致。
SGVA V2和C1增强PVX的致病性。
A 本氏猪笼草植物接种PVX,PVX-V1,PVX-V2,PVX-C1,PVX-C2,PVX-C3和PVX-C4的症状。
症状以 12 dpi 拍摄。
PVX的积累分别通过蛋白质印迹(B)和定量逆转录PCR(qRT-PCR)(C)检测。
考马斯亮蓝色染色的RuBisCo大亚基蛋白用于显示样品上样量。
NbUBC的表达被用作qRT-PCR的内部对照。
结果以每次处理的三个生物学重复±SD平均值表示。
条形表示标准差 (SD) ±平均值。
使用邓肯多范围检验(p* < 0 .05,p** < 0.01)确定处理之间的统计学意义。
为了进一步研究V2的功能,我们构建了SGVA-ZZ的两个V2突变体。
SGVA-ZZV2-停止V2基因(ATG)中的起始密码子被修饰为ATC的突变体。
此外,我们使用DNAMAN软件使用SGVA-ZZ V2的氨基酸序列和其他双子病毒V2的氨基酸序列进行比对。
在V37s中发现两个保守氨基酸(L38,I2),并用丙氨酸取代生成SGVA-ZZV2-3738AA突变体,然后,本氏猪笼草分别接种SGVA-ZZ,SGVA-ZZV2-停止和SGVA-ZZV2-3738AA.在14 dpi时,接种本氏猪笼草的SGVA-ZZ植株表现出明显的卷叶症状,而SGVA-ZZV2-停止和SGVA-ZZV2-3738AA接种的植物没有表现出明显的病毒症状。
双子病毒科由十四属组成,主要影响多种植物。
在所有十四属中,Begomovirus是该组中最大的成员,约有445种。
据报道,几种海棠病毒可感染大豆。
在这项研究中,我们从中国郑州出现卷叶症状的患病大豆留绿植物中表征了一种名为SGVA的新双子病毒。
序列分析表明,SGVA与未发表的Genbank序列具有37.428829%的同一性。
根据系统发育分析,SGVA与基于全长核苷酸序列和C1氨基酸序列的begomovirus分支相邻,而SGVA与基于CP氨基酸序列的becurtovirus分支相邻。
SGVA被提议作为一种新的重组双子病毒。
双子病毒群体的高遗传变异性主要是由其高突变动力学结合重组驱动。
在这项研究中,我们发现V2蛋白的过度表达诱导了本氏猪笼草植物的系统性坏死,并表明它起着关键毒力因子的作用。
此外,许多由不同双子病毒编码的V2蛋白已被证明是重要的毒力决定因素。
接种PVX-C1的植物在5 dpi时开始显示系统性坏死。
先前的研究表明,表达苹果双子病毒(AGV)C1的PVX在13dpi时出现可见的坏死病变。
为了进一步确认V2在病毒致病性中的功能,构建了两个SGVA突变体SGVA-ZZV2-STOP和SGVA-ZZV2-3738AA。
与接种SGVA的本氏烟草植物相比,两种突变体均表现出较轻的症状和较低的病毒积累,表明V2在SGVA感染期间具有致病因子的功能。
V1和C3的过表达显示出比PVX更低的病毒积累,这可能是由于V1和C3过表达激活了宿主防御相关途径,从而抑制了病毒积累。
C2过表达促进PVX CP积累的水平高于mRNA积累,C2在抑制宿主免疫应答和调节UPS中发挥作用。
C2可能会干扰UPS通路并促进CP积累。
多种病毒编码的RNA沉默抑制因子参与病毒致病性,如胡椒脉黄病毒P0、番茄卷叶爪哇病毒V2蛋白、水稻条纹花叶病毒P4蛋白、西瓜银斑病毒非结构蛋白S。
在我们的研究中,SGVA编码的V2蛋白充当RNA沉默抑制因子和致病性决定因素,这与以前的研究一致。
在我们的研究中,我们在大豆保持绿色植物中发现了一种新的双子病毒,并在本氏烟草中建立了传染性克隆系统。
我们尝试了不同的接种方法,包括农业接种、猎枪和树液接种,以接种两种大豆,而大豆植株中并未建立感染。
考虑到SGVA可能对中国的大豆生产构成威胁,目前正在进一步努力阐明SGVA对大豆植物的影响。
在这项工作中,我们从中国的大豆保持绿色植物中发现了一种新的单子双子病毒,被命名为大豆双子病毒A(SGVA)。
构建SGVA的传染性DNA克隆,并通过农杆菌介导的浸润接种到本氏烟草植物中,以显示SGVA引起疾病症状。
我们进一步确定V2是RNA沉默(VSR)的病毒抑制因子和致病因子。
V37的保守氨基酸L38I2对于病毒致病性至关重要。
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大豆氯斑病毒,一种在巴西感染大豆的新型begomovirus。
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