我国热区重要栽培作物及周边野生植物的病毒组学研究
批准号:
32102182
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
马宇欣
依托单位:
学科分类:
植物病理学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
马宇欣
中文摘要
长期以来,由于传统病毒检测技术发展缓慢,检测对象植物的种类有限,极大地影响了我们对植物病毒多样性全面、系统的认识,制约了植物病毒病原学及生态学等学科的发展。高通量测序技术的诞生和病毒宏基因组学研究方法的建立,开启了快速、精准、高通量检测病毒(群落)的新纪元,为植物病毒的病原学和流行学研究提供了新的解决方案,为大数据时代的植物病毒生态学研究提供了新思路。因此,本研究以基于高通量测序的宏基因组学方法为主要研究手段,以我国热区几种主要栽培作物及周边野生植物/杂草群体为研究材料,以挖掘热区植物病毒的多样性为基本任务,重点进行几种重要经济作物中病毒性病原及新病毒的鉴定;在生态系统水平,解析并比较栽培作物与周边野生植物/杂草中病毒群落的组成及差异,探索病毒在栽培作物和野生植物中的传播交换情况,监测、预警流行病毒病害的发生;比较不同生态条件下植物病毒群落组成差异,探索性推测影响植物病毒群落组成的因子。
英文摘要
In the past few decades, the biased plant virology studies towards important crops and the limitation of traditional detection technology causing a biased understanding of plant virus diversity, which in turn restricted the development of plant virus etiology and ecology. The advent of high-throughput sequencing (HTS) technology and the establishment of viral metagenomics (Viromics) methods have opened a new era of rapid, accurate, and high-throughput detection of viruses (communities). The new sequencing technology provides new solutions for plant virus etiology and epidemiology and new perspectives for plant virus ecology studies in the era of sequencing. Therefore, this study uses the metagenomics method based on high-throughput sequencing as the main research method, and uses several major cultivated crops and surrounding wild plants/weed populations in the tropical areas in China as the research materials to explore the plant virus diversity, to identify the viral pathogens in some important cultivated crops, to characterize new viruses, and to analyze and compare at the ecosystem level virus communities in cultivated crops and surrounding wild plants/weeds. Studying the transmission and exchange of viruses in cultivated crops and wild plants provides early warning of the occurrence of epidemic virus diseases. Comparing the differences of virus community diversity and composition under different ecological conditions will help to predict the possible factors affecting the composition of plant virus communities.
本研究基于热区植物病毒病害严重影响热作产业发展的现状,及加快推进热区植物病毒病原鉴定、多样性挖掘及病毒群落生态学研究的需求牵引,打破传统病毒检测方法落后的技术瓶颈,利用高通量测序技术和宏基因组学方法,创新性地对热区多种经济作物及观赏作物进行了植物病毒的病原学和生态学研究。主要研究结果包括:.1).明确了中国海南胡椒病毒病的致病病原;从感病胡椒中发现并鉴定了3种新病毒,即胡椒病毒F (Black pepper virus F, BPVF, 蚕豆病毒属)、胡椒病毒E (Black pepper virus E, BPVE, 耳突花叶病毒属) 和胡椒病毒B (Black pepper virus B, BPVB, 杆状DNA病毒属) 和1种已知病毒胡椒黄斑驳病毒 (Piper yellow mottle virus, PYMoV, 杆状DNA病毒属)。通过发生分布调查显示,海南省胡椒的主要流行病毒是 PYMoV(100%),其次是 BPVF (84%) 和 BPVB (66%)。.2).明确了中国海南节瓜上的病毒种类和发生分布情况,发生率较高的病毒种类为melon yellow spot virus (MYSV)和 cucurbit chlorotic yellows virus (CCYV)。.3).从多种热区特色经济作物及观赏植物中检测到多种未曾报道过的新病毒,对这些新病毒进行了全基因组序列的扩增,分析其基因结构和分类地位,并对其传播方式和发生分布等进行了系统性的研究,从植物病毒多样性认识的角度出发,拓宽了我们对于热区植物/观赏植物中病毒群体的认识。.4).百香果及周边野生杂草的病毒群落组成差异较大,百香果中的病毒群体多为植物致病性病毒,且多来自于马铃薯Y病毒属,复合侵染情况复杂,然而周边野生植物/杂草的中的病毒多为双链RNA病毒,百香果和周边杂草之间并无频繁或者无延续性的病毒交流。.本研究有针对性地、系统性地开展了基于宏基因组学的热区植物病毒多样性和生态学研究,从农业生产的角度出发,本研究有效及时地监测并预警了潜在流行病害的爆发;从学科发展角度,本研究切实加快了热区植物病毒病原学及生态学的研究进程。.
国内基金
海外基金