近日,,我院植物病毒與病毒基因工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)相繼于2017,、2019和2020年在《美國(guó)科學(xué)院院刊》PNAS上報(bào)道了植物病毒(CMV),、類病毒(HSVd)和真菌病毒(CHV1)跨界侵染植物與真菌后,,再次在PNAS期刊上發(fā)表了題為 “Identification of a negative-strand RNA virus with natural plant and fungal hosts” 的研究論文。該研究報(bào)道了一種新型跨界侵染植物與真菌的負(fù)單鏈RNA病毒Valsa mali negative-strand RNA virus 1(VmNSRV1),。我院博士研究生戴若銀和已畢業(yè)博士楊世安為并列第一作者,,孫麗英教授和青島農(nóng)業(yè)大學(xué)太陽(yáng)集團(tuán)8722網(wǎng)站Ida Bagus Andika教授為論文共同通訊作者。
長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中,,病毒與宿主具有一定的選擇性,。隨著病毒遺傳變異或傳播方式的改變,宿主范圍也隨之?dāng)U大,。病毒不僅可以跨越種屬屏障 (cross species),,甚至還有少數(shù)能跨越生物界(cross kingdom)侵染新的宿主。有研究發(fā)現(xiàn)病毒跨種/跨界侵染與傳播造成了一些重要病毒病的暴發(fā)流行,。因而,,該現(xiàn)象是病毒學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿。
本研究發(fā)現(xiàn)的新型真菌病毒VmNSRV1分離自蘋果樹(shù)腐爛病的病原菌( Valsa mali ),。VmNSRV1侵染蘋果樹(shù)腐爛病菌后可導(dǎo)致其致病力顯著下降,是一種新型,、高效的生防真菌病毒,。VmNSRV1基因組含有3條負(fù)單鏈RNA片段(RNA1、RNA2,、RNA3),,分別編碼病毒RNA聚合酶(RNA dependent RNA polymerase, RdRp)、類運(yùn)動(dòng)蛋白(Movement like protein, MP-L)和核蛋白(Nucleoprotein, N),。根據(jù)病毒RdRp保守結(jié)構(gòu)域進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析, 發(fā)現(xiàn)該病毒與 Phenuiviridae 家族 Laulavirus 病毒屬親緣關(guān)系最近,,暫時(shí)歸為該屬的新成員。有趣的是,,VmNSRV1 RNA2編碼了一種可定位于植物細(xì)胞胞間連絲,、具有植物病毒運(yùn)動(dòng)蛋白功能的MP-L蛋白。研究發(fā)現(xiàn)VmNSRV1不僅可以系統(tǒng)性侵染植物(本氏煙和蘋果幼苗),還能在植物與植物相關(guān)的病原真菌間雙向傳播,。另外,,對(duì)陜西省果園試驗(yàn)的139株蘋果樹(shù)葉片進(jìn)行該病毒檢測(cè),有24株呈陽(yáng)性,。由此可見(jiàn),,在自然狀態(tài)下,VmNSRV1在植物與病原真菌之間存在跨界侵染現(xiàn)象,。鑒于VmNSRV1具有良好的生防潛力和胞外傳播能力,,該研究發(fā)明了“生防真菌病毒”噴施技術(shù),將真菌胞外分泌的病毒粒子直接噴施在感病植株上,,可有效抑制蘋果樹(shù)腐爛病病斑的擴(kuò)展,。此外,由VmNSRV1 RNA3編碼的核衣殼N蛋白與真菌和植物細(xì)胞中的脂滴代謝相關(guān),,這可能是其跨界侵染真菌與植物的關(guān)鍵,。
該研究不僅為植物真菌病害生物防治提供新策略,而且對(duì)植物,、真菌病毒適應(yīng)性與進(jìn)化的理解具有重要意義,。
病毒VmNSRV1生物學(xué)特征分析及跨界傳播
我院康振生教授和吳云鋒教授也參與了該項(xiàng)研究。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金(31970163)項(xiàng)目和新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2021D01D12)資助支持,。
論文鏈接:www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2319582121
編輯:劉小鳳
審核:郭 軍