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单引物扩增技术(SinglePrimerAmplificationTechnique,SPTA)是以dsRNA为模板,获得基因组全序列克隆的方法,这种技术在双链形式的病毒基因组序列研究中得到广泛应用。由于dsRNA病毒基因组核酸结构的特殊性,其基因组的研究仍然是一个难题。特别在对病毒的基因组一无所知的情况下,常规方法的应用受到了限制。1992年Lambden等提出并应用单引物扩增技术成功地扩增了人类轮状病毒基因组中较大的基因片段,在克隆dsRNA病毒基因组技术方面取得了突破。在此基础之上,Attoui等人将这一技术不断地改进和完善,在动物病毒基因组序列的研究中取得了成功。目前SPAT技术已经成熟,成为克隆dsRNA病毒基因组已知或未知基因片段的主要方法之一。尽管这一技术在动物dsRNA病毒的研究中应用较多并取得了成功,但是在植物dsRNA病毒基因组研究方面应用较少。
本文介绍了SPAT技术在两种植物dsRNA病毒研究中的应用。2007年4月,我们在杭州郊区田间采样的过程中采集到带有明显病毒侵染症状的萝卜病株。感病的萝卜植株矮缩严重并且表现明显的花叶和黄边症状,这与几种常见的单链RNA病毒侵染萝卜后引起的症状不同。我们利用改进后的SPAT技术,以感病萝卜叶片组织为材料,克隆了一种双链RNA病毒基因组片段的全长cDNA。序列分析结果和dsRNA分析结果证实,感病的萝卜植株表现出的特别的症状是这种双链RNA病毒与其他几种病毒复合侵染引起。在此研究基础上,我们对SPAT。技术的的实验条件进一步优化后应用于杭州地区玉米粗缩病病原鉴定中。由于国内报道的两种双链RNA病毒水稻黑条矮缩病毒(Riceblackstreakeddwarfvirus,RBSDV)与玉米粗缩病毒(MaizeroughdwarfFijivirus,MRDV)都可以引发玉米产生类似的症状,并且两种病毒在形态学、血清学、寄主、传播介体以及基因组电泳图谱方面存在诸多相同或相似的特征,一直以来研究人员对玉米粗缩病的致病病原存在着不同意见,有研究人员认为水稻黑条矮缩病毒是导致这一症状发生的原因,而另外的一些研究人员则认为玉米粗缩病毒才是引起玉米粗缩病的病原。我们利用改进后的SPAT技术对杭州地区发生的玉米粗缩病病原进行研究,克隆得到了三条基因组片段全长cDNA,随后的序列分析结果表明,在核苷酸水平和氨基酸水平上,三条片段都与水稻黑条矮缩病毒存在很高的同源性,而与玉米粗缩病毒的同源性较低。这一结果证实该地区发生的玉米粗缩病病原是水稻黑条矮缩病毒而并非玉米粗缩病毒。
本文利用改进后SPAT技术以杭州地区采集的感病萝卜和表现粗缩病症状的玉米为材料,克隆得到了两种病毒基因组片段全长cDNA,对序列进行分析比较后对两种病毒进行初步鉴定。该研究为两种病毒病的诊断提供了科学的依据,同时也为植物dsRNA病毒基因组序列研究提供了帮助。