南疆柳树植原体病的调查及病原鉴定
植原体（Phytoplasma）是一类专性寄生于植物韧皮部和部分半翅目昆虫的唾液腺细胞中的原核微生物。植原体寄主广泛,危害症状多样,主要引起寄主植物丛枝、黄化、小叶、花变叶、畸形和矮缩等症状。该类病害已涉及粮食作物、果树、林木、蔬菜和花卉等植物,分布广泛,对农林业生产和经济发展造成了严重威胁。柳树是南疆主要栽培的绿化树种之一,对于南疆干旱地区城镇绿化、防风固沙和荒漠化治理具有重要作用。本研究利用普查法对南疆柳树花变叶病分布及发生情况进行了调查,采用分子生物学方法对柳树花变叶病进行病原鉴定,并分析了不同地区柳树花变叶植原体16S r RNA基因序列间差异性,主要结果如下:1、对南疆5地州、兵团3个城市进行调查,初步明确了柳树花变叶病在南疆的分布和危害情况。柳树花变叶病在春季花期引起花变叶,随之形成增殖;后期还出现丛枝和顶枯等其他症状,秋季病部坏死干枯,落叶后柳树上挂满了干枯的疙瘩。该病在单株上为点状发生,经过逐年积累后,全株发病加重,有明显的扩散趋势。柳树花变叶病发病率50%以上地区有喀什、和田、克州、阿克苏、阿拉尔和巴州。南疆柳树植原体病害平均发病率为72.0%、病情指数为52.0。不同地区的发病率和病情指数比较发现,受害程度为喀什＞克州＞和田＞阿克苏＞阿拉尔＞巴州＞图木舒。不同柳树种间的发病率和病情指数比较结果表明,受害程度为白柳＞金丝垂柳＞绦柳＞龙爪柳＞圆头柳＞垂柳,表现症状以花变叶为主,丛枝次之。不同树龄间发病率比较结果表明,树龄越大,发病越严重。2、利用分子生物学技术对采集到的114份样品进行总DNA提取,基于16S r RNA基因和tuf基因进行PCR扩增,64份样品中扩增出目标条带,检出率约为56.1%,从分子水平说明引起柳树表现花变叶和丛枝等症状与植原体相关。经过序列测定,将所获得序列在NCBI数据库与已经登录的序列进行Blast比对,结果与榆树黄化（EY）组成员文冠果丛枝植原体（Gen Bank登录号为KC331045）同源性为99.68%;通过构建系统进化树聚类分析结果表明,该植原体与16Sr V组植原体聚为同一大枝,与16Sr V-B亚组的文冠果丛枝和杏褪绿卷叶植原体（登录号:KC331045）亲缘关系最近。基于tuf构建系统进化树结果表明,该植原体与榆树黄化组（EY,16Sr V组）组B亚组植原体聚为一簇。因此,属于16Sr V-B亚组成员。3、通过对不同地区柳树植原体16S r RNA基因序列同源性比较、聚类分析和序列多态性分析,结果表明,南疆7个地区间柳树花变叶植原体16S r RNA同源性在96.8%～99.8%之间,其中和田与其他地区差异最大,同源性在96.8%～97.4%之间。不同地区柳树花变叶植原体16S r RNA基因序列间存在47个多态位点,存在0～23个碱基差异,和田地区柳树花变叶植原体16S r RNA基因位点变化最多。而对和田地区不同柳树种间植原体16S r RNA比较发现,不同柳树种间植原体16S r RNA同源性在99.6%～99.9%之间,彼此间仅存在0～2的多态位点,因此推断这些差异可能来源于地理差异。综上所述,本论文明确了柳树花变叶病在南疆的分布和发生情况,确定了其病原的分类地位,并明确了不同地区柳树花变叶植原体16S r RNA基因的变异情况,为进一步研究该病害的发生机理和传播规律奠定基础。
- 作者：
- 赖刚刚
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2021年
- 导师姓名：
- 朱天生；陈泽宁
- 中图分类号：
- S763.7
- 关键词：
- 柳树；植原体；分子鉴定；分子差异性；16S rRNA；tuf；RFLP
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- 基金项目：
- 国家自然科学基金项目“南疆部分特色果树植原体株系与柳树花变叶植原体的关系研究”的部分研究成果（项目编号:31060238）课题主持人:朱天生教授（塔里木大学）