相橘黄龙病病原菌在柑橘木虱体内的侵染循回规律研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hbsheng111
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柑橘黄龙病(Citrus Huanglongbing,HLB)在我国柑橘种植区已肆虐一百多年,是柑橘产业中最具有破坏性的病害,严重影响了柑橘的经济效益,也称为柑橘的“癌症”。HLB的病原菌(Candidatus Liberibacter asiaticus,CLas)为候选韧皮部杆菌属的一种革兰氏阴性菌。CLas可在媒介昆虫柑橘木虱(Diaphorina citri Kuwayama)体内持久增殖,同时借助柑橘木虱在种植区内大范围传播。细菌外膜蛋白(Outer membrane protein,OMP)是其外膜的重要组成部分,具有一定的种属特异性。选择CLas的外膜蛋白分析其多样性,有利于研究CLas的致病力与流行学机制,对防治柑橘黄龙病的药物开发具有重要意义。由于CLas不能体外离体培养缺少相应的平台,阻碍对CLas侵染机制研究,以至于对CLas在介体柑橘木虱体内的侵染机制了解甚少,有关病原菌在介体柑橘木虱中的侵染循回过程的相关报道更少。本研究首先通过对福建省5个黄龙病病发区进行采样,克隆其外膜蛋白基因,获得病原菌外膜蛋白基因序列,分析发现,来自福建省5个不同病发区的CLas没有种属差异,没有出现核苷酸的插入和缺失的突变,但是在核苷酸序列上存在细微的差异,其中共13处核苷酸被替换。表明福建5个病发区的CLas具有种内多样性,而南平地区的CLas比其它地方的区别度更高。其次,为了分析黄龙病菌在柑橘木虱体内的侵染途径,首先通过PCR方法检测了柑橘木虱的获菌能力。发现饲菌时间小于1天,带菌率不足6%,饲菌2-7天之间柑橘木虱的带菌率有显著性提高(P<0.05),而饲菌时间延长到7天后,柑橘木虱的饲菌率维持在50%左右。为了利用荧光原位杂交技术(FISH)检测CLas在柑橘木虱体内的侵染,我们首先比较分析了卡诺固定液(Camoy’s Fluid)和多聚甲醛(paraformaldehyde,PFA)固定液两种不同固定方法的标记效果。结果表明,PFA固定液相对于卡诺固定液处理,反应较温和,标记后探针残留造成的背景小,actin蛋白能被特异性标记。因此本论文使用PFA固定法分析CLas在柑橘木虱体内的侵染循回过程。通过FISH技术系统研究CLas在柑橘木虱体内侵染不同时间的分布特点,发现CLas首先通过口针穿过前肠、滤室到达中肠系统;饲菌2-6天后,在滤室、前中肠观察到CLas;饲菌8天后,能在柑橘木虱的中肠观察到CLas及在血淋巴检测到CLas;饲菌12天后,在柑橘木虱的中肠、唾液腺中观察到CLas;在饲菌15天后,CLas可系统侵染柑橘木虱肠道;饲菌18天后,柑橘木虱唾液腺可被CLas进行系统性侵染,表明此时CLas已在柑橘木虱体内完成了侵染循回过程。由此表明,CLas在柑橘木虱中肠以初侵染点为侵染中心,从中肠上皮细胞扩散至外层肌肉层,突破中肠释放屏障扩散至血淋巴,通过血淋巴系统侵染唾液腺,突破唾液腺释放屏障后完成在介体柑橘木虱侵染循回过程。综上所述,本研究通过对福建不同柑橘黄龙病病发地区的病原体进行多样性分析,明确了福建不同地区的柑橘黄龙病病原体存在遗传多样性。对在柑橘黄龙病病株上取食不同时间的柑橘木虱消化系统进行原位杂交标记,电镜观察消化系统中的病原体,明确柑橘黄龙病病原体CLas在介体柑橘木虱中侵染循回的过程,解析了 CLas到达介体柑橘木虱各组织器官所需的时间,系统性描述了 CLas突破柑橘木虱各个屏障的情况。本研究为解析柑橘黄龙病病原体与介体昆虫间的互作机制奠定了基础。
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