在粉虱 Aleuroclava gordoniae 中鉴定出一种新型植物轮环病毒

《Microbiology Resource Announcements》：Identification of a novel plant polerovirus in the whitefly Aleuroclava gordoniae

　　

摘要

我们报道了从粉虱Aleuroclava gordoniae中鉴定出的粉虱Aleuroclava gordoniae相关Polerovirus（AgAP）的基因组序列。AgAP全长5,650个核苷酸，包含6个开放阅读框（ORF）。系统发育分析表明AgAP隶属于Polerovirus属，该属成员均为感染植物的病毒。本研究为进一步研究病毒-昆虫互作关系提供了基因组资源。

公告

Polerovirus属由单组分、正义链RNA基因组植物病毒组成，基因组长度约为5–6 kb，通常包含六个开放阅读框（ORF），命名为ORF0至ORF5（1）。该属成员主要通过蚜虫以循环持久方式传播（2）。一个例外是辣椒粉虱传播的脉黄病毒，由粉虱Bemisia tabaci传播（3）。

本研究利用解剖组织的转录组测序，从粉虱Aleuroclava gordoniae肠道中鉴定出一种新型Polerovirus（该病毒未进行分离或培养）。A. gordoniae标本于2023年7月在中国广西桂林（北纬25.238°，东经110.175°）的肉桂树（Cinnamomum burmanni）上采集（图1A）。使用镊子在磷酸盐缓冲盐溶液中分别解剖出肠道和剩余体组织（不含肠道）。未进行表面灭菌处理。共将10只昆虫分为2个样本（肠道和剩余体组织；无生物学重复）。两个样本在TRIzol试剂（Takara，大连，中国）中匀浆，用于提取总RNA。互补DNA文库构建由Novogene（中国天津）使用其标准RNA-seq流程完成（4）。双端测序（150 bp）在Illumina NovaSeq 6000平台上进行。原始读段（肠道样本27,160,830个读段对，剩余体组织25,133,340个读段对）使用Cutadapt（v1.9）处理以去除接头污染、低质量碱基和不确定碱基。清洁读段质量使用FastQC（v0.10.1）验证（两个样本Q30均>95%）。过滤后的读段在组装前未进行标准化，使用Trinity（v2.6.6）进行de novo组装（5），共获得182,824条contig（N50 = 1,552；总组装碱基数 = 152.4 Mb）。除特别说明外均使用默认参数。随后使用DIAMOND BLASTx（v2.0.11.149）将contig与NCBI病毒RefSeq数据库（2024年5月访问）进行比对，E值阈值为1 × 10^?20。恢复出一条近完整病毒基因组，全长5,650 nt（GC% = 43.3%；覆盖率 = 655×），并根据后续系统发育分析结果，暂命名为Aleuroclava gordoniae相关Polerovirus（AgAP）。

图1

图1 Aleuroclava gordoniae相关Polerovirus（AgAP）的特征分析。（A）Aleuroclava gordoniae照片（由黄海军拍摄）。（B）AgAP基因组示意图。实线框表示推定的开放阅读框（ORF）。（C）基于RdRP序列的Solemoviridae科系统发育关系。氨基酸序列使用MAFFT v7.407进行比对（6）。替换模型使用ModelTest-NG进行评估（7），最大似然系统发育树在RAxML-NG（版本0.9.0）中构建（8），bootstrap重复1,000次。各物种旁标注GenBank登录号。本研究鉴定的AgAP以红色字体标示。

两个样本的原始读段使用Bowtie2（v2.5.3）（9）默认参数比对至AgAP相关contig。肠道样本中，24,680个读段（单端等价）比对至该contig，约占过滤后总读段对的0.09%，而剩余体组织中无读段比对成功。剩余体组织中未检出AgAP来源读段，有待进一步调查。使用ORFfinder（www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder）以标准遗传密码和默认参数预测了6个ORF（表1，图1B）。系统发育分析选取NCBI RefSeq数据库中Solemoviridae科的成员作为代表性物种，依据分类学归属和全长RdRP序列可用性进行筛选。基于RdRP序列的系统发育分析表明，AgAP与柿Polerovirus亲缘关系最近，聚集成Polerovirus属（图1C）。本文报道的AgAP近完整基因组为未来研究其生物学和生态学特性奠定了基础。

表1

表1 AgAP的预测开放阅读框（ORF）及其在NCBI nr数据库中的最佳BLAST匹配结果

ORF	最佳匹配物种	最佳匹配注释	最佳匹配登录号	一致性	E值
ORF0	Mallotus japonicus virus	P0	UWM23161	31.20%	9e?10
ORF1	柿Polerovirus	RdRP	BBL52497	38.12%	2e?112
ORF2	欧芹Polerovirus	P1-P2蛋白	XDE91201	68.68%	0.0
ORF3	柿Polerovirus	P3	BBL52499	64.04%	5e?63
ORF4	Ficus esquiroliana Polerovirus	P4	DBA63698	42.31%	7e?18
ORF5	柿Polerovirus	P5	BBL52498	49.08%	2e?46