棗瘋病和酸棗叢枝病植原體的分子鑒定及相關(guān)基因的克隆和生物信息學(xué)分析.pdf

1、棗瘋病(Jujube witches’broom)是由植原體(Phytoplasma)引起的一類(lèi)病害。該病遍布于我國(guó)秦、晉、豫、冀、魯?shù)雀鞔髼梾^(qū)，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)億元，嚴(yán)重阻礙了棗樹(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于棗瘋病植原體嚴(yán)格寄生于植物的韌皮部，不能進(jìn)行人工培養(yǎng)，因而對(duì)其遺傳本質(zhì)、生化特性及分子機(jī)理的研究都比較缺乏。到目前為止，除我國(guó)周邊的日本，韓國(guó)對(duì)棗瘋病植原體的16S rRNA基因片段有一些文獻(xiàn)報(bào)道外，我國(guó)主要將16SrRNA基因用于帶病檢測(cè)

2、，而對(duì)棗瘋病和酸棗叢枝病的病原植原體種群與關(guān)系、植原體相關(guān)基因序列均無(wú)文獻(xiàn)報(bào)道。 本文對(duì)我國(guó)棗瘋病和酸棗叢枝病植原體16S rRNA、tuf、rp和secY，基因進(jìn)行克隆和序列同源性分析，并用生物信息學(xué)方法對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白secY，基因的分子特性進(jìn)行了預(yù)測(cè)。研究結(jié)果如下： (1)我國(guó)棗瘋病和酸棗叢枝病的病原植原體種群與關(guān)系：對(duì)陜西的彬縣、閻良、武功、佳縣、楊凌，河北滄州和河南新鄉(xiāng)7個(gè)棗區(qū)的棗瘋病樣品總DNA進(jìn)行植原體16SrR

3、NA基因片段和延伸因子tuf基因的擴(kuò)增，將所得序列進(jìn)行同源性比較，結(jié)果表明：七個(gè)棗區(qū)的棗瘋病16S rRNA基因序列基本一致，均為同一個(gè)種，各地區(qū)沒(méi)有株系的分化現(xiàn)象，全部歸屬于植原體16S r V組。棗瘋病植原體16S rRNA、tuf基因序列均已提交GenBank，序列登錄號(hào)分別為DQ919060、EF088198。棗瘋病和酸棗叢枝病植原體16s rRNA基因片段有5個(gè)堿基的差異，tuf基因的核苷酸同源性為98.6％，其推導(dǎo)的氨基酸同

4、源性為98.3％，根據(jù)16S rRNA基因和trf基因序列資料，初步認(rèn)為可能是同一種病原的不同株系。酸棗叢枝病植原體16S rRNA、tuf基因genbank登錄號(hào)分別為DQ886426和DQ919061。 (2)棗瘋病植原體核糖體蛋白rp基因和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白secY基因的克隆與序列分析：通過(guò)對(duì)我國(guó)陜西棗瘋病植原體核糖體蛋白rp基因和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白secY基因的序列測(cè)定，結(jié)果表明，rp基因的序列大小為1196bp，包含部分rps19，rp1

5、22和rps3三個(gè)基因，其中rp122和rps3大小分別354bp和753bp，分別編碼118和251個(gè)氨基酸，且這兩個(gè)基因?yàn)榉侵丿B基因。轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白．secY，基因長(zhǎng)1421 bp，包含secY，基因和部分核糖體蛋白基因rpl15，secY，基因編碼465個(gè)氨基酸。同源性比較結(jié)果表明棗瘋病植原體與榆樹(shù)黃化組櫻桃致死黃化(CLY5)和桃樹(shù)黃化印度分離株系(PY-In)的親緣關(guān)系最近，與Jung，H-Y等報(bào)道的日本，韓國(guó)的棗瘋病植原體分離株系

6、基本一致，用rp和secY基因進(jìn)一步確定中國(guó)棗瘋病屬于16SrV-B組。從亞組的水平上確定了棗瘋病植原體的分類(lèi)地位。說(shuō)明棗瘋病植原體secY基因與rp基因一樣，也能作為對(duì)植原體分類(lèi)系統(tǒng)中的輔助分析，是對(duì)國(guó)內(nèi)外用16S rRNA基因和核糖體蛋白基因進(jìn)行分類(lèi)方法的一個(gè)補(bǔ)充，也是一種可靠而又簡(jiǎn)便的方法。 (3)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白secY，基因的分子特性：利用ANTHEPROT5.0軟件對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白secY基因進(jìn)行分析，可知該蛋白的分子量為45.