应用宏基因策略解析西双版纳热带雨林植物病毒多样性

There are richest diversity of plants and viruses in Xishuangbanna. In this study, the plants sample will be collected from Yunnan Xishuangbanna Tropical Rainforest representatives. This project is intended to apply metagenomic strategy, the extraction of plant total nucleic acid samples or virus like particulate matter, using random primers metagenomics research strategy, RT-PCR or PCR and high-throughput sequencing, BLAST, got viral sequences, then try to analysis the the virus composition and population structure, and their genetic diversity by computer software analysis techniques. This project is try to screen and identify the symbiosis of plants with virus or fungi and virus by molecular detection, inocluation functional verification method, and preliminary figure out the main plant species reserving the virus in Xishuangbanna Tropical Rainforest and explore the virus species helping plant resist drought or heat. Through the above study enrich the level of the plant virus research in Tropical Rainforest area in China.

西双版纳热带雨林是我国生态区域最为独特、植物病毒多样性资源最为富集的地方。本研项目应用宏基因组策略，从云南西双版纳热带雨林代表植物获取植物样本，提取植物总核酸样本或者病毒类似颗粒状物，采用随机引物，宏基因组研究策略，RT-PCR 或PCR和高通量测序，BLAST，通过计算机软件技术分析病毒序列，研究植物病毒组成和种群结构，分析病毒的遗传多样性特征。 采用分子鉴定、接种功能验证的方法筛选和鉴定与植物共生或者与真菌和植物共生的病毒，初步弄清西双版纳热带雨林植物与病毒共生或者与病毒和真菌共生的主要种类和种群。探索西双版纳热带雨林能帮助植物抗逆的植物病毒资源。 通过以上研究丰富我国热带雨林生态区域植物病毒资源信息。

应用小RNA测序技术测定西双版纳热带雨林的病毒种群，弄清了主要存在甲型线形病毒科（Alphaflexiviridae）、布尼亚病毒科（Bunyaviridae）、花椰菜花叶病毒科（Caulimoviridae）、双生病毒科（Geminiviridae）等16个主要病毒科的病毒。其中，双生病毒科（Geminiviridae）的病毒为绝对优势种群, 其次是马铃薯Y病毒科（Potyviridae）与花椰菜花花叶病毒科（Caulimoviridae）的病毒。检测注释到的187种主要病毒，未归属病毒与未知序列。分析了主要病毒的地理与植物分布。应用宏基因组技术测序、通用引物与特异引物进行PCR 技术、ELISA抗血清与电镜负染技术进行验证。大青金色花叶病毒（Clerodendrum golden mosaic virus）等四种主要双生病毒的部分基因序列的共同特征分子的变异显示西双版纳的病毒分离物独成一族，不同于其他分类物。该研究为研究病毒在热带雨林中的角色，在生态稳定性中的作用，为开展源于热带雨林的农田作物病毒的溯源与致病性演化研究奠定基础。同时，测序注释获得原绿球藻噬菌体（Prochlorococcus phage MED4-213）等50个种的噬菌体。这些噬菌体很多分类、功能尚未研究，与已经报道的同种噬菌体存在遗传与分化的较大差别。高通量测序分析西双版纳热带雨林叶际真菌种群，OTU反应西双版纳的草本与木本植物都具有很高的叶际真菌多样性。主要检测到3个主要门、10个纲、8个主要目,35个种真菌及归类真菌。分析获得的病毒与真菌种群，没有注释到病毒、真菌与植物共生现象，推断西双版纳热带雨林能真菌与植物共生的持久性病毒及其稀少。