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大蒜病毒CP基因的原核表达、抗血清制备及病毒检测技术研究

一、引言

1.1研究背景与意义

大蒜（AlliumsativumL.）作为一种全球性的重要蔬菜和调味品，在食品工业和日常饮食中扮演着不可或缺的角色。中国作为全球最大的大蒜生产国和出口国，据国际贸易中心（ITC）数据显示，其大蒜产量占全球总量的约80%，在农业经济中占据重要地位。除了食用价值，大蒜还具有诸多药用功效，如抗菌消炎、降血脂、降血糖以及预防癌症等，在医学研究和应用领域也备受关注。

大蒜的种植普遍采用鳞茎无性繁殖方式，然而，这种繁殖方式使得大蒜在多代多次繁殖过程中，病毒含量不断累积。侵染大蒜的病毒种类繁多，主要包括葱属X病毒属（Allexivirus）、马铃薯Y病毒属（Potyvirus）和香石竹潜隐病毒属（Garlavirus）等多个属的病毒。例如，葱属X病毒属中有大蒜A病毒（GarlicvirusA，GarVA）、大蒜B病毒（GarlicvirusB，GarVB）等6种；马铃薯Y病毒属包含韭葱黄条病毒（Leekyellowstripevirus，LYSV）、洋葱黄矮病毒（Onionyellowdwarfvirus，OYDV）等3种；香石竹潜隐病毒属有大蒜潜隐病毒（Garliclatentvirus，GarLV）、大蒜普通潜隐病毒（Garliccommonlatentvirus，GarCLV）等3种。

病毒的侵染会导致大蒜产生多种田间症状，如植株矮化、叶片变黄、出现斑点和皱缩等，严重时甚至不表现任何明显症状，但却在无形中影响着大蒜的生长发育。大蒜病毒病是大蒜生产中最为严重的病害之一，由于其由病毒引起，很难用常规的药物进行有效治疗。相关研究表明，感染病毒的大蒜一般会减产20%-45%，这不仅给蒜农带来了巨大的经济损失，也对大蒜产业的可持续发展构成了严重威胁。

目前，解决大蒜病毒病问题最经济、有效的措施是培育脱毒或低毒种子。而准确检测大蒜种子是否携带病毒则是培育脱毒种子的关键前提。在病毒检测技术中，基于抗体的血清学检测方法因具有特异性强、灵敏度高、操作相对简便等优点，成为病毒检测的重要手段之一。制备高质量的病毒抗血清是实现精准血清学检测的基础，而原核表达技术能够高效表达病毒的外壳蛋白（CP）基因，为抗血清的制备提供充足的抗原。因此，开展侵染大蒜12种病毒CP基因的原核表达、抗血清制备及其病毒检测研究，对于准确检测大蒜病毒、培育脱毒大蒜品种、保障大蒜产业的健康发展具有重要的理论和实践意义。

1.2国内外研究现状

1.2.1大蒜病毒种类及分布研究

国外对大蒜病毒的研究起步较早，已明确了多种侵染大蒜的病毒种类及其分布范围。在欧洲、美洲和亚洲等多个地区，均检测到了不同种类的大蒜病毒。如在韩国，大蒜上普遍检测到韭葱黄条病毒（LYSV）和洋葱黄矮病毒（OYDV）；在日本，大蒜A病毒（GarVA）、大蒜B病毒（GarVB）等也有广泛报道。

国内对大蒜病毒的研究也取得了显著进展。徐培文等对来自中国东北、华中、华东、华南、西南等主要产区的96份大蒜品种和品系进行检测，发现84.8％的大蒜品系受2种以上病毒侵染，韭葱黄条斑病毒（LYSV）、洋葱螨传潜隐病毒（OMbFV）和洋葱黄矮病毒（OYDV）是侵染中国大蒜的主要病毒种类，大蒜普通潜隐病毒（GarCLV）和青葱潜隐病毒（ShLV）也有检出。张威通过调查发现黑龙江省大蒜普遍受到病毒的复合侵染，侵染后的田间症状多样，主要有花叶、皱缩、卷叶、畸形、黄化、坏死和矮化等，对黑龙江省37份大蒜田间样品检测表明，LYSV、GCLV、OYDV、ShLV的检出率分别为95％、86％、74％、50％，且多数为复合侵染。这些研究表明，大蒜病毒在我国分布广泛，且存在多种病毒复合侵染的现象。

1.2.2病毒CP基因原核表达研究

原核表达技术由于具有操作简单、表达量高、成本低等优点，在病毒研究领域得到了广泛应用。国外学者在大蒜病毒CP基因原核表达方面开展了大量工作，成功表达了多种大蒜病毒的CP基因，并对表达条件进行了优化。例如，通过调整诱导剂浓度、诱导时间和温度等条件，提高了病毒CP蛋白的表达量和可溶性。

国内在这方面也取得了一定成果。韦传宝等根据GenBank报道的大蒜B病毒（GarV-B）序列设计引物，扩增获得GarV-B外壳蛋白基因（cp），将其插入表达载体pSBET，在大肠杆菌BL21（DE3）plysE菌株中诱导表达，成功获得了GarV-B的CP蛋白，经序列比对分析，该CP基因与目前已报道的GarV-B不同分离物CP基因核苷酸序列的同源性为89