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为解决甘蔗黄叶病毒（SCYLV）相关研究受阻及抗病育种难题，研究人员开展了 SCYLV 载体开发与应用研究。构建出其感染性 cDNA 克隆，鉴定出新蚜虫载体及抗性品种。这为 SCYLV 研究和甘蔗育种提供了重要资源。
在广袤的甘蔗种植领域，甘蔗黄叶病（YLD）就像一场挥之不去的阴霾，严重影响着甘蔗的产量和质量。甘蔗作为热带重要的经济作物，是制糖和生物能源生产的关键原料，在全球多个地区广泛种植 。然而，甘蔗黄叶病的肆虐，尤其是由甘蔗黄叶病毒（SCYLV）引发的危害，让种植户们头疼不已。
SCYLV 属于黄症病毒科，是一种单链正义 RNA 病毒，主要通过蚜虫传播。它在甘蔗植株内悄无声息地破坏，干扰甘蔗的正常生长，影响叶绿素合成、糖分运输和蔗糖积累，严重时可导致作物减产高达 50% 。而且，由于缺乏有效的检测手段和抗病育种方法，传统育种难以区分甘蔗对蚜虫和 SCYLV 或其他蚜虫传播病毒的抗性，这使得抗病育种工作举步维艰。更为棘手的是，目前还没有高效的方法在不受到其他病原体或蚜虫污染的情况下评估甘蔗对 SCYLV 的抗性，这些问题严重制约了甘蔗产业的发展。
为了攻克这些难题，中国科学院微生物研究所、中国科学院大学、广西大学以及广西农业科学院甘蔗研究所的研究人员联合开展了深入研究。他们致力于构建 SCYLV 的感染性 cDNA 克隆，并探究其在不同植物中的感染特性，寻找新的蚜虫传播载体，筛选对 SCYLV 具有抗性的甘蔗品种。这项研究成果发表在《Phytopathology Research》上，为甘蔗黄叶病的研究和防治带来了新的曙光。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。在植物材料培养方面，精心培育了拟南芥（Arabidopsis thaliana）、本氏烟（Nicotiana benthamiana）和甘蔗等多种植物，并在特定环境下饲养蚜虫。在分子生物学检测上，利用 RT-PCR 技术检测病毒 RNA，通过 Western blot 分析检测蛋白质，以此来判断病毒感染情况和基因表达 。同时，运用农杆菌介导的转化技术，将构建的载体导入植物细胞。
研究结果主要包含以下几个方面：
- SCYLV 的鉴定与检测：在中国广西南宁的甘蔗种植园发现了疑似 SCYLV 感染的甘蔗黄叶病植株。通过对部分甘蔗样本进行检测，扩增出了 SCYLV 外壳蛋白基因片段，且与 GenBank 中参考基因组序列一致。但遗憾的是，未能获取完整的基因组序列。
- SCYLV 感染性克隆的构建与验证：基于 GenBank 中 SCYLV 参考序列，研究人员在 pCB301 载体上合成了全长 SCYLV 基因组 cDNA，构建出感染性 cDNA 克隆 pCB301-SCYLV。将其转化到农杆菌 EHA105 中，再侵染本氏烟幼苗。结果显示，在本氏烟茎中能检测到 SCYLV，接种后的植株出现叶片卷曲、皱缩等症状，这表明成功构建了具有感染性的克隆。
- 重组 SCYLV 载体表达外源蛋白：为了进一步探究载体功能，研究人员将增强绿色荧光蛋白（EGFP）基因和 SCYLV 运动蛋白基因的第二个亚基因组启动子插入到 SCYLV 基因组 3'-UTR 上游，构建出 pCB301-SCYLVEGFP 载体 。经 RT-PCR、Western blot 分析和荧光显微镜观察证实，该载体能在本氏烟中成功表达 EGFP，且病毒能在植株体内系统移动。
- 新蚜虫载体的发现：以往已知有三种蚜虫可传播 SCYLV，研究人员测试了桃蚜（Myzus persicae）传播 SCYLV-EGFP 的能力。实验发现，桃蚜能携带 SCYLV-EGFP，并将其传播到拟南芥上，导致拟南芥出现叶片发黄等症状，这表明桃蚜是一种新的 SCYLV 传播载体。
- SCYLV 对甘蔗的感染性及甘蔗品种抗性鉴定：研究人员用 SCYLV 感染性克隆和 SCYLV-EGFP 感染性克隆分别接种甘蔗（Badila 品种）幼苗。结果显示，接种 SCYLV 感染性克隆的甘蔗感染率较高，接种 SCYLV-EGFP 感染性克隆的甘蔗感染率较低，但均能检测到病毒感染 。此外，对两个杂交甘蔗品种 GT10-2118 和 LC05-136 进行抗性测试，发现 LC05-136 对 SCYLV 完全免疫，GT10-2118 感染率较低，说明这两个品种比 Badila 更具抗性。
研究结论表明，研究人员成功构建了 SCYLV 的感染性 cDNA 克隆，并证实其在本氏烟、拟南芥和甘蔗中具有感染性。虽然 EGFP 在本氏烟中的表达较弱，但不影响蚜虫传播病毒。同时，确定了 LC05-136 和 GT10-2118 是比 Badila 更具抗性的甘蔗品种。
在讨论部分，研究人员指出，该研究为甘蔗抗 SCYLV 育种提供了重要的资源和方法，有助于推动甘蔗抗病育种工作的开展。同时，发现桃蚜是新的传播载体，丰富了对 SCYLV 传播途径的认识。此外，该研究建立的反向遗传学系统，为深入研究 SCYLV 的感染过程和致病机制提供了有力工具，也为其他黄症病毒的研究提供了参考。未来，研究人员将进一步在田间条件下验证甘蔗品种的抗性，并探索利用 RNAi 或 CRISPR/CASs 等技术增强甘蔗对 SCYLV 的抗性，为甘蔗产业的健康发展提供更坚实的保障。
