不同寄主來源的馬鈴薯Y病毒群體遺傳結(jié)構(gòu)的比較分析

常飛, 鄒文超, 高芳鑾, 沈建國, 詹家綏

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不同寄主來源的馬鈴薯Y病毒群體遺傳結(jié)構(gòu)的比較分析

常飛1, 鄒文超1, 高芳鑾1, 沈建國2, 詹家綏1

1. 福建省植物病毒學(xué)重點實驗室, 福建農(nóng)林大學(xué)植物病毒研究所, 福州 350002；2. 福建出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心, 福州 350001

文章以馬鈴薯Y病毒(, PVY)和基因為分子標(biāo)記，比較分析煙草和馬鈴薯兩個寄主的PVY遺傳多樣性和群體分化，并評估突變、選擇、基因流等遺傳力所起的作用。通過和基因計算獲得的煙草和馬鈴薯群體分化指數(shù)ST分別為0.116和0.120，且統(tǒng)計檢驗差異顯著，表明煙草和馬鈴薯寄主的PVY之間中度分化。變異分析結(jié)果顯示，煙草分離物和基因的核苷酸序列一致性分別為85.2%~100%和76.5%~100%，而馬鈴薯分離物的和基因的核苷酸序列一致性分別為95.7%~100%和93.0%~100%，表明煙草PVY變異程度高于馬鈴薯。同時，基因內(nèi)檢測到大量的凈化選擇位點，表明該基因大部分位點的變異為有害突變，在進(jìn)化過程中被剔除。此外，基因內(nèi)還檢測到兩個顯著正向選擇位點，表明這兩個位點的變異為有益突變，有利于病毒的生存競爭。在基因中未檢測到顯著的選擇位點，表明該基因上的變異基本不受自然選擇影響。通過和基因計算煙草和馬鈴薯群體間的基因流值分別為1.91和1.83，表明這兩個群體間存在較強(qiáng)的基因交流。以上結(jié)果表明，來源于煙草和馬鈴薯寄主的PVY遺傳差異顯著，突變、自然選擇以及基因流都影響兩者的遺傳多樣性及遺傳分化程度。

馬鈴薯Y病毒;基因;基因; 遺傳變異

病原物的群體遺傳多樣性是體現(xiàn)其對環(huán)境適應(yīng)力的重要指標(biāo)，高遺傳多樣性的病原物具有相對強(qiáng)的生存能力和進(jìn)化優(yōu)勢，能更快地適合新的寄主和生存環(huán)境[1]。在寄主、病原物和環(huán)境的病害三角關(guān)系中，病害的發(fā)生、流行、發(fā)展是3者相互作用的產(chǎn)物，而病原物本身又是由復(fù)雜的、動態(tài)結(jié)構(gòu)的個體組成。隨著病原物群體結(jié)構(gòu)的時空變化，這種特定的互作關(guān)系也必將隨之變化。因此，研究PVY功能基因的遺傳變異有利于了解植物病毒的發(fā)生、流行和監(jiān)測，對持續(xù)性的植病防治具有重要的指導(dǎo)意義。

馬鈴薯Y病毒(, PVY)在全球各地廣泛分布，是造成馬鈴薯、煙草生產(chǎn)中重要經(jīng)濟(jì)損失的病毒之一，近10年來在日本和我國等亞洲地區(qū)呈不斷上升趨勢[2~8]。PVY寄主范圍廣，侵染種薯后導(dǎo)致馬鈴薯退化、產(chǎn)量降低，嚴(yán)重時可減產(chǎn)80%以上[9~11]。PVY也可大幅度影響煙草產(chǎn)量和質(zhì)量[12]。最近幾年，煙草PVY在貴州省(包括黔南煙區(qū))大面積流行，并在局部地區(qū)造成毀滅性損失[13]。隨著農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的全球化，PVY變異頻繁，不斷有新的重組分離物產(chǎn)生，并在全球不同地區(qū)蔓延[14,15]，對馬鈴薯和煙草生產(chǎn)造成更大危害[16]。

PVY是馬鈴薯Y病毒科()馬鈴薯Y病毒屬()的代表成員，其病毒粒體為彎曲線狀，每個病毒粒體都含有一套完整的基因組[17]。該基因組為正單鏈 RNA，長約9.7 kb，包含兩個開放閱讀框(ORF)，兩端含有非編碼區(qū)(UTR)?；蚪M翻譯時，大的ORF先生成一個多聚蛋白質(zhì)(Polyprotein)，然后由病毒自身編碼的蛋白酶將多聚蛋白質(zhì)裂解為 P1、HC-Pro、P3 等10個蛋白[17]。小的ORF相對于P3以+2相位移碼翻譯PIPO蛋白[18]，該蛋白的發(fā)現(xiàn)改變了過去PVY基因組只編碼10個蛋白的認(rèn)識[19]。通過這兩種不同的表達(dá)策略，PVY 基因組最終產(chǎn)生一系列成熟的多功能蛋白，使不同基因的遺傳變異呈現(xiàn)多樣化。

PVY是當(dāng)前分子植物病理學(xué)研究的十大植物病毒之一[20]，但對于其群體遺傳的相關(guān)研究，則是近年來才陸續(xù)開展的[5,7]。我國學(xué)者對PVY功能基因的分子變異等做了一些基礎(chǔ)研究[8,18,21,22]，但關(guān)于PVY遺傳多樣性的研究，尤其煙草和馬鈴薯兩個不同寄主來源的PVY遺傳變異，迄今僅Tian等[23]對我國山東、河南、安徽等省的 25個PVY煙草分離物，基于基因和基因進(jìn)行遺傳多樣性研究，研究結(jié)果表明PVY在馬鈴薯和煙草兩種寄主之間頻繁擴(kuò)散。

P3通過多聚蛋白裂解出來的、約43 kDa的非結(jié)構(gòu)蛋白，是中變異最大的蛋白之一，在病毒復(fù)制、侵染和抗性及胞間運動中起著重要的作用[24]，而PIPO并不單獨表達(dá)而是以P3N-PIPO融合蛋白的方式表達(dá)[19]。目前國內(nèi)外尚未有基于和基因開展PVY遺傳變異研究的報道。為此，本文以PVY分離物的和基因為研究對象，應(yīng)用群體遺傳學(xué)的理論，明確作物寄主(煙草和馬鈴薯)對PVY遺傳多樣性形成的影響，分析突變、基因重組、自然選擇、基因流等遺傳力在PVY進(jìn)化中的作用，旨在為PVY的流行、監(jiān)測以及防控奠定理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 PVY樣品

PVY疑似樣品于2011~2012年間隨機(jī)采自陜西、黑龍江、湖南等省馬鈴薯主要種植區(qū)，經(jīng)前期透射電鏡觀察、基因RT-PCR擴(kuò)增確定為PVY毒源后[8]，18份PVY陽性樣品保存于–80℃中。

1.2 方法

1.2.1基因擴(kuò)增與克隆

采用Trizol法從以上18份PVY陽性樣本提取總RNA，具體步驟參考試劑盒說明書進(jìn)行。從提取的總RNA中取出2 μL，用oligo(dT)18作為引物按照東洋紡RT試劑盒的說明書進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄得到PVY全基因組的cDNA。采用簡并引物P3-F/P3-R[14]、PIPO-F/PIPO-R[19]分別對和基因進(jìn)行擴(kuò)增，引物由南京金斯瑞生物技術(shù)有限公司合成。和基因的預(yù)期目的片段大小分別為1095 bp和235 bp。

PCR擴(kuò)增采用25 μL反應(yīng)體系：2×Easytaq SuperMix 12.5 μL，正向引物(10 μmol/L)1 μL，反向引物(10 μmol/L)1 μL，ddH2O 8.5 μL，cDNA 2 μL。PCR反應(yīng)條件為：94℃預(yù)變性5 min；94℃變性 30 s，55℃(50℃)退火30 s，72℃延伸1 min，共35個循環(huán)；最后一輪循環(huán)后72℃延伸10 min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物通過1%的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測，鑒定片段大小正確后將純化的PCR產(chǎn)物連接到pMD19-T克隆載體上，并轉(zhuǎn)化到Trans-T1感受態(tài)細(xì)胞中，經(jīng)過藍(lán)白斑篩選，選取白色的單菌落PCR鑒定獲得陽性重組質(zhì)粒，隨機(jī)選取陽性克隆子委托上海立菲生物技術(shù)有限公司測序，通過測序峰圖及序列比對分析排除由PCR擴(kuò)增引起的突變。

1.2.2和基因的序列

測序獲得的序列，通過DNAMAN 8(Lynnon, Canada)等軟件進(jìn)行拼接，MEGA5軟件[25]中基于密碼子(Codons)多重比對，核苷酸翻譯及氨基酸序列校正。另外，從GenBank上下載已報道的18個PVY中國分離物(表1)，其中16個來自于煙草寄主，2個來自馬鈴薯寄主(其中CF_YL21為本實驗室前期實驗獲得)，加上本研究中的18個分離物，共36個，用以比較來自不同寄主PVY的遺傳多樣性。

蛋白的跨膜區(qū)、保守區(qū)等功能結(jié)構(gòu)域分別通過TMHMM在線服務(wù)器 (http://www.cbs.dtu.dk/ser-vices/TMHMM/)、MEME數(shù)據(jù)庫(http://meme.nbcr.net)和InterProScan在線服務(wù)器(http://www.ebi.ac.uk/-InterProScan/)進(jìn)行分析。

表1 PVY參考序列及其GenBank登錄號

注：*NA=未知。

1.2.3 遺傳多樣性參數(shù)評估及群體遺傳分化檢驗

使用DnaSP 5.10[26]計算單倍型多樣性(Haplo-type diversity,)和核苷酸多樣性(Nucleotide diversity, π)，Arlequin 3.5[27]計算群體間的ST值，并根據(jù)ST值判斷群體的分化程度。當(dāng)ST值介于0~0.05 時，表明群體輕微分化；當(dāng)ST值介于0.05~0.15時，表明中度分化；當(dāng)ST值介于0.15~0.25，表明高度分化；當(dāng)ST值超過0.25時，表明嚴(yán)重分化。群體間的遺傳分化顯著水平分別采用K檢驗、檢驗和nn檢驗通過排列檢驗法(1000 permutations)進(jìn)行 判斷。

1.2.4和基因的分子變異

多重比對后的和基因的核苷酸序列使用Bioedit生成序列一致性矩陣，并通過R程序包生成兩個基因的序列一致性箱體圖(Boxplot)。核苷酸序列的多態(tài)性位點、簡約信息位點、單態(tài)變異位點使用MEGA 5[25]進(jìn)行統(tǒng)計。

為揭示蛋白中氨基酸變異位點的分布特征，使用Rate4Site[28]分別計算P3和PIPO蛋白的氨基酸保守性分值(Conservation scores)。分值大小與蛋白質(zhì)保守性成反比，分值越低，表明蛋白在進(jìn)化上越保守，相反亦然。分析時，先剔除含有插入和缺失的序列，使用MEGA 5[25]的NJ算法基于P3和PIPO蛋白的氨基酸序列分別構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育分育樹，將其作為蛋白質(zhì)保守性分析的初始樹。

1.2.5 選擇壓力分析

基因的選擇壓力分別采用FEL(Fixed effects likelihood)、IEFL(Internal branches fixed-effects likelihood)、MEME(Mixed effects model of evolution)3種方法通過HyPhy在線服務(wù)器(http:// www.datamonkey.org)基于密碼子(Codon)水平進(jìn)行檢驗。選擇方向根據(jù)值(N/S，即非同義替換-同義替換速率的比值)大小判斷：當(dāng)>1且模型具顯著性差異時，說明為正向選擇(Positive selection)；當(dāng)1>>0之間時，則說明是凈化選擇(Purifying selection)；當(dāng)=1時，則說明是不受選擇[29]。

為檢驗PVY的遺傳變異是否具有寄主特異性時，使用BEAST v2.1.3[30]分別對和基因進(jìn)行貝葉斯分析。分析前，位點模型(Site Model)及相關(guān)參數(shù)根據(jù)jModeltest v2.14[31]計算獲得。同時，為確保所有參數(shù)的收斂性(有效樣本大小ESS>200)，MCMC 共運行了1×108代，樹后驗分布(The posterior distribution of trees)中的樣本樹(Sample trees)通過BaTS v2.0計算的3個統(tǒng)計參數(shù)：關(guān)聯(lián)系數(shù)(Association index，)、簡約分值(Parsimony score，)和最大單系分支(Maximum monophyletic clade，)。當(dāng)3者均≤0.05時，說明來自不同寄主的PVY分離物與其寄主來源密切相關(guān)，表明其遺傳變異具有寄主特異性。

1.2.6 基因流

由于和基因內(nèi)沒有重組，因而采用群體間的值[32]大小來衡量基因流。群體間基因流的方向和數(shù)值，則通過Migrate-n 3.6[33]計算，分別采用 20條短鏈(Short chains)抽樣5000 次和5個短鏈抽樣50 000次進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 P3和pipo基因的序列特征

使用簡并引物P3-F/P3-R、PIPO-F/PIPO-R分別擴(kuò)增到的PCR產(chǎn)物與預(yù)期的目的片段大小相一致，分別約為1095 bp(圖1A)和235 bp(圖1B)。18個分離物及陽性對照均成功擴(kuò)增到目的基因片段，陰性對照(健康馬鈴薯葉片)和空白對照均未擴(kuò)增到相應(yīng)的片段。RT-PCR擴(kuò)增獲得的目的片段克隆、測序后，經(jīng)DNAMAN、BLAST分析，確定基因核苷酸序列長度為1095 bp(GenBank登錄號為KP132956- KP132973)，編碼365個氨基酸長度的P3蛋白；基因核苷酸序列長度存在差異，CF_JN05、CF_JN08、CF_JN09和CF_JN22 4個分離物的序列長度為222 bp，其余的均為231 bp(GenBank登錄號分別為KP132974~KP132991)。該基因的5′端保守基序(Motif)均為G2A7，翻譯生成的PIPO蛋白第一個氨基酸為賴氨酸(K)，編碼72 aa和75 aa兩種長度的PIPO蛋白(圖2)。

TMHMM2.0預(yù)測結(jié)果顯示，P3蛋白內(nèi)存在3個典型的跨膜螺旋序列，分別位于第50~72，第85~103和第269~291位aa之間。PIPO蛋白內(nèi)未檢測到跨膜區(qū)。

2.2 PVY的遺傳多樣性及群體分化

36個分離物的基因序列中共發(fā)現(xiàn)31種單倍型，其中27種單倍型僅見于單個分離物，其余4種單倍型為多個分離物共有。同樣，36個分離物的基因序列中共發(fā)現(xiàn)12種單倍型，其中6種單倍型僅見于單個分離物，其余6種單倍型為多個分離物共有。和基因的值均大于0.5、值均高于0.005，表明我國PVY群體遺傳多樣性高(表2)，且煙草寄主上的PVY遺傳多樣性高于馬鈴薯寄主。

以和基因為分子標(biāo)記，來自馬鈴薯和煙草的PVY群體ST值分別為0.116和0.120，且ST、、nn3種統(tǒng)計檢驗顯著(<0.05)(表3)，表明馬鈴薯和煙草寄主的PVY群體間中度分化，差異顯著。

2.3 P3和pipo基因的分子變異

比對后的36條PVY中國分離物基因序列長度為1096 bp，序列比對分析顯示，來源于馬鈴薯寄主的基因核苷酸序列一致性為95.7%~99.7%，平均值為97.6%，而來源于煙草寄主的基因核苷酸序列一致性為85.2%~100%，平均值為96.4%。從圖3A中可以看出，相比較于馬鈴薯群體，煙草群體的基因核苷酸序列變異幅度更大；同樣，來源于馬鈴薯寄主的基因核苷酸序列一致性為93.0%~100%，平均值為97.5%，而來源于煙草寄主的基因核苷酸序列一致性為76.5%~100%，平均值為93.8%。從圖3B中也可以看出，煙草群體的基因核苷酸序列變異程度遠(yuǎn)高于馬鈴薯群體。

在36條基因核苷酸序列中，其中插入和缺失各1條，提前出現(xiàn)終止密碼子3條，共包括222個(20.26%)多態(tài)性位點(Polymorphic sites)，其中88個簡約信息位點(Parsimony informative sites)，134個單態(tài)位點(Singleton variable sites)。這些變異位點多數(shù)位于密碼子的第3位點(157個)僅少量位于密碼子的第1位點(43個)和第2位點(22個)。翻譯后的P3蛋白共65個變異的氨基酸位點，特異性氨基酸變異位點共有17個(圖4A)，其中來自馬鈴薯寄主的PVY分離物CF_JN5B(T286A)和CF_JN7B(A75E)各含有1個，CF_YL21(L191F和R300K)和CF_HLJ26 (Q293H和Y220H)各有2個，CF_JN010含有3個，分別為S56A、D152G、E305G；來自煙草寄主的PVY分離物1103分離物有1個(L33V)，而ME162則含有7個，分別為N176D、Y196H、T211I、N221D、R230G、F250I和V276I，顯示該分離物與其他分離物顯著的差異性。

圖1 PVY P3和pipo基因的RT-PCR擴(kuò)增

M：D2000plus DNA分子量標(biāo)準(zhǔn); 泳道1~18：中國分離物PCR產(chǎn)物; 19~21：陽性對照、陰性對照和空白對照。A：基因；B：基因。

圖2 PVYPIPO蛋白的多重序列比對

表2 遺傳多樣性參數(shù)統(tǒng)計

<

s序列數(shù);變異位點數(shù);單倍型數(shù);單倍型多樣性;核苷酸多樣性。

表3 PVY的群體分化檢驗

S=平均核苷酸差異；ST=群體遺傳分化系數(shù)；*：差異顯著；**：差異極顯著。

圖3 來自不同寄主的P3基因(A)和pipo基因(B)的核苷酸序列一致性分布

在36條基因核苷酸序列中，無堿基插入/缺失現(xiàn)象，所有的核苷酸變異都是堿基置換，共包括40個(17.32%)多態(tài)性位點(Polymorphic sites)，其中12個簡約信息位點(Parsimony informative sites)和28個單態(tài)位點(Singleton variable sites)。與基因不同，基因這些變異位點多數(shù)位于密碼子的第1位點(20個)，其次是位于密碼子的第3位點(12個)，少量位于密碼子的第2位點(8個)。翻譯后的PIPO蛋白共65個變異的氨基酸位點，特異性氨基酸變異位點共有9個(圖4B)，其中來自馬鈴薯寄主的PVY分離物CF_JN22(E12V)和CF_YL21(I21F)各有1個；來自煙草寄主的PVY分離物ME162則含有7個，分別為K5R、S5P、V25A、E31A、E46K、Q50R和G64S，顯示出該分離物與其他分離物在氨基酸序列存在著顯著的差異。

2.4 選擇壓力

在馬鈴薯和煙草群體的基因中，F(xiàn)EL法各檢測14個和26個凈化選擇位點(表4)，但僅在馬鈴薯群體中檢測到2個正向選擇位點；IFEL法分別檢測到4個和1個的凈化選擇位點，在兩個群體中均未檢測正向選擇位點；而MEME法在兩個群體的基因均檢測到1個顯著的正向選擇位點。

寄主的BaTS檢驗顯示，來自馬鈴薯分離物的基因和來自煙草分離物的基因的、、統(tǒng)計檢驗呈顯著水平(值小于0.05)，而來自煙草分離物的基因和來自馬鈴薯分離物的基因的3個統(tǒng)計檢驗不顯著(表5)，說明PVY分離物的寄主特異性不明顯，表明PVY的適應(yīng)性進(jìn)化僅在一定程度上受寄主驅(qū)動。

2.5 基因流

由于基因受選擇壓力影響，為了排除自然選擇對基因流的影響我們采用密碼子的第3個位點算基因的基因流。通過基因和基因的基因流參數(shù)評估(表6)，可知煙草和馬鈴薯群體間的每個世代的平均基因流值分別為1.91和1.83，均大于1，表明這兩個群體之間存在頻繁的基因交流?；蛴神R鈴薯遺傳遷移至煙草、煙草遷移至馬鈴薯的的即時基因流分別為747.8和154.9；基因由馬鈴薯遺傳遷移至煙草、煙草遷移至馬鈴薯的即時基因流分別為380.1和149.4。

圖4 P3和PIPO蛋白中特異氨基酸變異位點的分布

A：P3 蛋白；B：PIPO蛋白。藍(lán)色箭頭和紫色箭頭分別為馬鈴薯分離物和煙草分離物。

表4 選擇壓力位點檢測

*: 0.05<<0.1; **: 0.01<<0.05。

表5 PVY的寄主特異性檢驗

*: 0.05<<0.1; **: 0.01<<0.05; ***:<0.01。

表6 煙草和馬鈴薯寄主間的PVY遺傳遷移值*

*: 每一代的遷移數(shù)量。

3 討論

高度變異是RNA病毒的典型特征之一，這種特征也表現(xiàn)在不同寄主來源的分離物之間，尤其來自煙草寄主的分離物，其和基因核苷酸序列一致性為85.2%~100%和76.5%~100%，基因的核苷酸一致性范圍之所以大于基因的可能與我們基因樣本的長度變異有關(guān)。和基因序列間的核苷酸差異臨近或超過了病毒種劃分的一致性閾值，即：同一種病毒的全基因組核苷酸序列一致性不低于85%，表明煙草寄主的PVY和基因高度變異，這種高度變異可能與以下幾個方面密切相關(guān)。

3.1 寄主適應(yīng)性

病原物承受寄主和環(huán)境的雙重壓力下，通過突變、重組等產(chǎn)生大量變異以快速適應(yīng)不同的寄主。前人通過對63個馬鈴薯和4個煙草寄主的PVY分離物基因進(jìn)行變異分析，結(jié)果表明基因的長度變異同時具有寄主特異性和地區(qū)特異性[34]。本文通過和基因的BaTS分析(表5)顯示煙草和馬鈴薯寄主的寄主特異性檢驗均不同時顯著，表明PVY中國分離物的適應(yīng)性進(jìn)化僅在一定程度上受寄主驅(qū)動。

3.2 選擇壓力

在混合群體(馬鈴薯和煙草)中，基因的凈化選擇位點數(shù)遠(yuǎn)高于正向選擇位點數(shù)，說明PVY的基因中許多位點的突變都是有害的，在進(jìn)化過程這些變異會被剔除。本文采取3種方法均在基因檢測2個顯著的正向選擇壓力位點，表明這些位點的變異有利于該病毒的生存競爭，在進(jìn)化過程中這些變異會被不斷積累。同樣，F(xiàn)EL法等3種方法在基因中，均未檢測出顯著的選擇壓力位點，說明基因的密碼子不受自然選擇影響，以中性進(jìn)化為主，這與高芳鑾等[18]的研究結(jié)果相一致。

3.3 基因流

馬鈴薯是PVY的初始寄主，煙草上的PVY除了堿基突變外(圖4)，通過基因流可以從馬鈴薯上的PVY中獲得大量遺傳變異(表6)，從而增加了其遺傳多樣性。基因流的分析結(jié)果在一定程度上也解釋了Tian等[23]的結(jié)果，即：PVY在馬鈴薯和煙草兩種寄主之間頻繁擴(kuò)散，主要源于兩種寄主間的基因流并且PVY的基因流主要由馬鈴薯遷移到煙草。因此表明基因流是緩解煙草和馬鈴薯寄主PVY遺傳分化的主要因素。

前人研究結(jié)果表明的基因變異非常大，而分子變異分析結(jié)果(圖4)顯示，同一病毒不同寄主上的基因變異也非常大。究其原因，這可能與其蛋白多功能性有關(guān)，因為P3蛋白不但參與的寄主細(xì)胞內(nèi)定位、復(fù)制、胞間運動和癥狀形成[35~38]，同時P3蛋白還是寄主抗性的主要決定因子[36,39,40]。正由于這種功能的多樣性在病毒的生活史中參與不同的過程和階段，從而使其變異程度增加。

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(責(zé)任編委:岑山)

Comparative analysis of population genetic structure offrom different hosts

Fei Chang1, Wenchao Zou1, Fangluan Gao1, Jianguo Shen2, Jiasui Zhan1

Nucleotide sequences ofandgenes of(PVY) from potato and tobacco were compared to investigate the effect of hosts on the population genetic structure. Meanwhile, mutation, natural selection and gene flow were evaluated to determine evolutionary forces responsible for the population genetic dynamics. The fixation indices of population differentiation (ST) of PVY from tobacco and potato were 0.116 and 0.120, respectively with significant difference, suggesting a moderate genetic differentiation between the two populations. Genetic variation analysis showed that nucleotide identities inandgenes among the viral isolates from tobacco were respectively in the range of 85.2%-100% and 76.5%-100% while that from potato were respectively in the range of 95.7%-100% and 93.0%-100%, indicating higher genetic variation in PVY from tobacco than that from potato. Moreover, purifying selection was detected on the majority of polymorphic sites withingene, suggesting that most of mutations in the gene were harmful and consequently being eliminated by natural selection. Conversely, positive selection was detected on two polymorphic sites, suggesting that these two mutations were beneficial to PVY. Neither purifying nor positive selection was detected ingene, indicating neutral evolution of the gene. The values of gene flow () between PVY populations from tobacco and potato inandgenes were 1.91 and 1.83, respectively, suggesting strong gene flow also contributes significantly to the population genetic dynamics of PVY population. In summary, this study indicates there was a significant genetic variation in PVY hosted by tobacco and potato, and mutation, natural selection and gene flow all contribute to the genetic diversity and population dynamic of the virus.

;gene;gene; genetic variations

2014-11-13;

2015-01-21

福建省自然科學(xué)基金項目(編號: 2013J01088)和福建出入境檢驗檢疫局科技項目(編號: FK2007-07)資助

常飛，碩士研究生，專業(yè)方向：馬鈴薯病毒。E-mail: changfei2010@yeah.net鄒文超，專業(yè)方向：馬鈴薯病毒。E-mail: lovezoy@126.com常飛和鄒文超并列第一作者。

詹家綏，教授，研究方向：病原群體遺傳與進(jìn)化。E-mail: jiasui.zhan@fafu.edu.cn

10.16288/j.yczz.14-396

2015-1-28 15:16:15

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1913.R.20150128.1516.001.html