柑橘木虱地理种群分化及不同种群传播黄龙病效率的研究

Asian citrus psyllid Diaphorina citri is the primary vector of citrus Huanglongbing (HLB). This psyllid species is currently present in 11 provinces/ territories in China. Analysis the relationship between geographical population diversity of Diaphorina citri and HLB transmission efficiency is essential for this disease control. Our previous study has assembled and analyzed the mitochondrial genome of D. citri, yielding a selection of representative genes which are able to illustrate the population diversity within China. In addition, we have distinguished the diversity of two strains of HLB bacteria in China by analyzing their prophage sequences. This project aims at surveying psyllid samples from main citrus plantations in China, characterizing their population diversity through analyzing the rates of base mutations among a set of fast-evolving mitochondrial genes (cox2, atp8, nad3, nad1, and rrnL) and the nuclear karyogene 28SrDNA. Moreover, we will seek to the correlate of this diversity with the transmission effiency of two strains of HLB bacteria using qPCR. The result will reveal dominant populations across regions and their transmission efficiency of HLB, and provide a new fundamental profile for HLB control.

柑橘木虱Diaphorina citri是柑橘黄龙病（Citrus Huanglongbing, HLB）最主要的传病媒介昆虫，其分布已覆盖我国11个省（区），研究柑橘木虱的地理种群分化及不同种群传播黄龙病效率是做好黄龙病防控的基础。申请者及其项目组前期研究完成了柑橘木虱线粒体全基因组测序，筛选出适合我国种群多态性分析的基因，并通过黄龙病菌原噬菌体序列区分2个类型黄龙病菌株在我国的分布规律。本项目拟采集我国各主要柑橘产区的木虱样品，通过分析木虱线粒体高变基因（cox2、atp8、nad3、nad1和rrnL）和核基因28SrDNA的碱基突变位点，明确我国柑橘木虱的地理种群分化情况；并通过定量PCR等方法研究不同木虱种群分别获取传播2个类型黄龙病菌株的效率。研究结果将明确我国各柑橘产区的优势柑橘木虱种群以及比较不同木虱种群传播2个类型黄龙病菌株的效率，为黄龙病防控提供新的理论依据。

背景：柑橘木虱Diaphorina citri是柑橘黄龙病（Citrus Huanglongbing, HLB）最主要的传病媒介昆虫，其分布已覆盖我国11个省（区）。研究柑橘木虱的地理种群分化规律及体内病原微生物是做好黄龙病防控的基础。.主要研究内容：本项目拟采集我国各主要柑橘产区的木虱样品，通过分析木虱线粒体全基因组的碱基突变位点，通过Sanger测序和高通量测序方法，获得这些地区的线粒体基因组序列，明确我国柑橘木虱的地理种群分化情况；其次，明确不同黄龙病菌菌株在柑橘木虱体内的增殖及致病力；同时，通过高通量测序检测发现柑橘木虱潜在病原微生物，并重点研究柑橘衰退病病毒CTV的获取和传播效率； .重要结果和关键数据：研究结果发现我国柑橘木虱至少存在3个种群，种群1主要分布于广东中、北、西部，江西和湖南的南部，以及广西的部分地区；种群2分布较分散，主要集中在广东东部、福建、浙江和台湾等地区，另外零星分布于贵州和广西的南部；种群3仅在云贵川高海拔地区发现（海拔≥1000 m），并发明出一种高效简便获取木虱总科线粒体基因组的通用方法；在菌株研究方面，Type-2-CLas比Type-1+3-CLas更容易在柑橘木虱成虫体内增殖，间接证明了Type-2-CLas菌株具有高传染性；此外，初步证明柑橘木虱除了黄龙病菌，还可携带和传播CTV，发现该木虱能够将CTV从带病植株传到对应健康尤力克柠檬和砂糖橘植株上面，并造成部分植株出现黄化衰退症状。.科学意义：该结果为黄龙病及其虫媒防控提供新的理论依据和方向。