野生柑橘与栽培柑橘上衰退病毒种群间基因流及分子系统地理学研究

Citrus tristeza virus (CTV; genus Closterovirus, family Closteroviridae) is the causal agent of most economically important viral disease of citrus growing countries worldwide. Further more study showed that the most cultivated citruses were infected by CTV, and the wild citrus plants from the wild citrus virgin forest could be also infected by CTV. So far, with the recent knowledge of the three wild citrus virgin forests has been found in the world, they are all located in China, namely Yizhang county, Daoxian county in Hunan province and Chongyi county in Jiangxi province. The biocoenosis of virgin forests in the above three regions have long geological history, the wild citrus was the ancient citrus plant. In previous work, we analyzed the genetic characteristics of CTV isolates from wild citrus virgin forests and cultivated citrus. The objective of this study was to investigate the level of population differentiation, gene flow among populations CTV of wild citrus and cultivated citrus, and the co-evolutionary characteristics of CTV and different hosts, with the analysis methods of evolutionary biology and molecular phylogeography, to reveal the degree of population differentiation, the gene flow patters, and the population dispersal patters of CTV populations under different environment conditions, and to provide theoretical data for analysing the population evolution, origin and population dispersal of Citrus tristeza virus, and provide technical and decision support for the monitoring of CTV population variation, dispersal and designing strategies to control the tristeza disease.

柑橘衰退病毒（CTV）引起的衰退病是柑橘产业上极具经济重要性的病害，随着研究领域的扩展和深入，发现CTV不仅在栽培柑橘上发生普遍，而且原生林中生长着的野生柑橘也携带CTV。中国是柑橘主要起源中心，目前在江西崇义、湖南宜章、道县的原生林中仍生存着丰富的野生柑橘品种，是植物群落长期进化发展的产物，属于古老的植物群落。本项目在前期已明确野生柑橘与栽培柑橘上CTV种群遗传特征的基础上，运用进化生物学与分子系统地理学方法对收集自野生柑橘和栽培柑橘上的CTV分离株作为两种不同生境中的CTV地理种群进行分析，明确不同生境中CTV的地理种群分化水平指标、种群间基因流程度及CTV与不同寄主协同进化特征，揭示CTV在不同生境条件下种群间的基因流、种群演化及扩散传播特点。研究结果将为解析CTV的种群进化、起源研究提供重要依据，对我国柑橘生产中开展CTV种群变异和扩散传播监测、制定综合治理策略提供技术和决策支持。

柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus，CTV)引起的柑橘衰退病在全世界各栽培柑橘产区均有分布，感染衰退病的柑橘植株矮化、树势衰弱、甚者死亡，给柑橘产业的健康发展造成了巨大的威胁。随着研究领域的扩展和深入，发现CTV不仅在栽培柑橘上发生普遍，而且原生林中生长着的野生柑橘也携带CTV。本项目利用进化生物学和分子系统地理学方法对野生柑橘和栽培柑橘上两种不同生境中的CTV地理种群的分化水平指标、种群间基因流程度及CTV与不同寄主协同进化特征进行分析，揭示CTV在不同生境条件下种群间的基因流、种群演化及扩散传播特点。研究结果表明野生柑橘和栽培柑橘上CTV种群CP/HinfⅠRFLP组群均以第3组群侵染为主，CTV在不同栽培柑橘品种上多以RFLP多组群混合侵染，且存在强、弱毒株系混合侵染，其中纽荷尔脐橙品种上CTV种群较其他寄主CTV种群呈现明显种群分化现象。基因型鉴定结果表明野生柑橘和栽培柑橘上CTV种群以VT+T3+T30+T36+B165基因型感染为主。栽培柑橘较野生柑橘上CTV种群具有更高的遗传多样性，且种群分化水平高于野生柑橘上CTV种群，基因流水平低。两种不同生境中的CTV种群均处于净化选择，并以种群内的遗传变异为主要变异来源。CTV种群表现为低频率多态性，且处于一种收缩动态平衡状态，其进化速率为1.487×10-4替换/位点/年，其最近共同祖先的时间在1656年，与一般植物RNA病毒相比，CTV的进化速率相对较为缓慢。系统进化树显示不同来源的CTV分离株根据其地理来源聚在一起，推测不同生境可能是导致野生柑橘和栽培柑橘两种CTV种群产生差异的重要因素。CTV种群起源于亚洲大陆并通过3条路线扩散传播，从亚洲大陆转移至南美洲，从南美洲再转移至北美洲，最后在北美洲传播至其它地区，这些路线和CTV寄主柑橘的贸易或其它农业实践活动的传播路径极为相似，分析结果表明CTV的传播扩散与人类活动密切相关。本项目研究结果为解析CTV的种群进化、起源研究提供了重要依据，对我国柑橘生产中开展CTV种群变异和扩散传播监测、制定综合治理策略提供重要的技术和决策支持。