植物病毒卫星研究进展

植物病毒卫星研究进展周雪平,李德葆（浙江农业大学生物技术研究所,杭州３１００２９）自６０年代Ｋａｓｓａｎｉｓ发现有些烟草坏死病毒（ＴＮＶ）分离物中含有１７ｎｍ的病毒颗粒,并将其称谓卫星烟草坏死病毒（ＳＴＮＶ）以来,已发现多种植物ＲＮＡ病毒含有卫星（Ｓ...     

卫星病毒和卫星RNA的分子结构及遗传工程

自60年代发现卫星病毒、70年代发现卫星RNA以来,已发现10个病毒组中的31种植物病毒含有卫星病毒或卫星RNA(统称卫星)。植物病毒卫星是指依赖于植物病毒进行复制的核酸分子,如核酸分子含有编码外壳蛋白的遗传信息,并能包裹成形态学和血清学与辅助病毒不同的颗粒,称卫星病毒;如本身没有编码外壳蛋白的遗传信息,而是装配于辅助病毒的外壳蛋白中,则称卫星RNA。     

卫星RNA研究新进展：结构与功能表达

植物病毒卫星通常是指那些如果没有特定辅助病毒的帮助就不能复制,而它本身对于辅助病毒的复制是不必需的,且与辅助病毒的基因组无序列同源性的一类RNA分子。到目前为止,已报道有六组共26种植物病毒带有卫星。这些植物病毒卫星有的具有编码自身外壳蛋白的遗传信息,称卫星病毒;有的无此编码功能称为病毒卫星RNA。病毒卫星RNA在其发现的早期,其生物学功能尚不为人重视。然而,七十年代早期,在法国阿尔萨斯爆发的由黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)侵染引起的番茄作物坏死病被确定与CMV卫星RNA有关,至此,关于卫星RNA的生物     

绒毛烟斑驳病毒卫星RNA的一种突变体的初步研究

用电泳检测VTMoV88感染绒毛烟后病毒特异性核酸组份,发现核酸的小分子RNA(卫星RNA)组成发生变化。提纯的病毒通过电镜观察及血清学鉴定并与VTMoV加以比较,证明两者在颗粒形态、大小及血清学关系上一致。以克隆的VTMoV—RNA3 cDNA片断为探针检测VTMonV与VTMoV88卫星RNA分子之间的核苷酸序列同源性,结果显示出两种毒源的卫星RNA具有高度同源性。据此,推测VTMoV88可能是卫星RNA发生变异的突变体,并对VTMoV 83卫星RNA突变体形成机制进行了初步探讨。     

植物病毒及其卫星RNA在寄主体内的移动和系统分布

植物病毒与动物病毒有多方面的不同,主要包 括:大多数植物病毒的感染需要微伤口(少数靠内 吞作用;包膜病毒靠融合方式),而动物病毒的感染 则需要受体。在植物病毒进入细胞或从一个细胞扩 散到周围未被感染的细胞时都会遇到一些障碍,如 细胞壁和细胞质膜。到目前为止,尚未在植物细胞 中发现有病毒受体参与侵染的证据。植物病毒需要 藉由运动蛋白(MP)进行胞间移动,动物病毒则 无。植物病毒常包被数个颗粒,动物病毒一般只包 被一个颗粒,而昆虫病毒NPV则有多个包埋型。 植物病毒出现卫星RNA的频率高,动物病毒则频 率低。     

竹花叶病毒卫星RNA分子特性、基因组变异及其在生物防治上的应用

病毒虽然需要依赖寄主细胞才能存活,但却有许多亚病毒分子为其寄生物,这些亚病毒分子需要辅助病毒来帮助其复制与包被。卫星病毒(satellite virus)、卫星RNA(satellite RNA)和类病毒(viroid)是目前所知分子最小的生物实体(biological entity)。多数卫星病毒与植物病毒相关,少数与噬菌体或动物病毒相关,如腺病毒的卫星病毒。卫星病毒可分为两大类,一类可编码自身的衣壳蛋白(capsid protein),另一类为卫星病毒RNA分子(曾被称为virusoid),需利用辅助病毒的衣壳蛋白。     

烟草曲茎病毒Y128分离物及伴随卫星的分子鉴定

从云南保山田问表现曲叶症状的烟草植株上分离到病毒分离物Y128,病株在实验室可经烟粉虱（Bemisia tabaci）传播到健康烟草上。分别用针对烟草曲茎病毒（TbCSV）、云南烟草曲叶病毒（TLCYNV）、中国番茄黄化曲叶病毒（TYLCCNV）及泰国番茄黄化曲叶病毒（TYLCTHV）等田间常复合侵染的云南粉虱传双生病毒的特异性引物对Y128 DNA-A进行PCR扩增,结果表明Y128是烟草曲茎病毒（TbCSV）的1个分离物。利用DNAβ的特异性引物1301和1302,在Y128中扩增到卫星DNA分子（Y128β）。对Y128进行DNAβ全序列测定及分析表明,Y128β拿长1350个核苷酸,其互补链上编码1个有功能的ORF（βC1）。Y128β的全序列与TbCSV各个分离物的卫星分子（Y2β、Y35β和Y115β）的同源性最高,分别为85．2％、94．3％和88％;与其它已报道的卫星DNAβ的同源性均低于56．1％。     

烟草曲茎病毒卫星DNA在不同寄主中的分子变异比较

近年来对一些单组分菜豆金色花叶病毒属病毒(begomoviruses)的研究发现,这类单组分begomoviruses伴随着一种新型卫星分子-DNAβ。对我国云南省发生的双生病毒的研究表明,云南begomoviruses普遍伴随DNAβ分子,DNAβ分子与致病性紧密相关,且begomoviruses与其伴随的卫星DNA的是共进化的。为了弄清卫星DNAβ是否存在类似于卫星RNA的高度变异,将烟草曲茎病毒(Tobacco curly shoot virus,TbCSV)及其伴随卫星DNAβ的侵染性克隆共同接种本氏烟(Nicotiana benthamiana)和心叶烟(N．glutinosa),对TbCSV卫星DNAβ在不同寄主中的分子变异进行了比较。     

侵染稀硷的中国番茄黄化曲叶病毒及其卫星DNA全基因组结构特征

从云南红河稀硷上分离到病毒分离物Y64,全序列测定表明,Y64 DNA_A全长2730个核苷酸。基因组比较发现,Y64 DNA_A与中国番茄黄化曲叶病毒Y38分离物（TYLCCNV_［Y38］）同源性最高（99％）,与中国番茄黄化曲叶病毒广西分离物（TYLCCNV）的同源性次之（96％）,而与亚洲地区的其它双生病毒的同源性均在83％以下, 表明稀硷上的分离物Y64是TYLCCNV的1个分离物。利用DNAβ的特异性引物beta01和beta02,在病毒分离物Y64中扩增到卫星DNA分子（Y64β）。序列分析表明,Y64β全长1340个核苷酸,至少在其互补链上编码1个有功能的ORF（C1）。Y64β的全序列与TYLCCNV的各个分离物的卫星分子（Y38β、Y36β和Y8β）的同源性最高,分别为99.5％、99.5％和99.3％;与其它已报道的卫星DNAβ的同源性均低于66.4％。系统关系树研究表明,卫星DNAβ分子与其辅助病毒是共同进化的。     

从烟草上分离的中国番茄曲叶病毒及其卫星DNA全基因组结构特征

本研究从具有典型曲叶病症状的广西靖西烟草病植株上分离到病毒分离物JX-2,全基因组序列测定结果表明,JX-2 DNA-A 全长2 738个核苷酸,共编码6个开放阅读框架(open reading frames,ORFs),其中病毒链编码AV1 (CP)和AV2两个ORFs,互补链编码AC1、AC2、AC3和AC4 共4个ORFs.BLAST结果表明,JX-2 DNA-A与中国番茄曲叶病毒(Tomato leaf curl China virus,ToLCCNV)各分离物的相似性在93.0%~99.7%之间,其中与ToLCCNV广西番茄分离物ToLCCNV-G32的相似性最高,达99.7%,而与其它双生病毒的同源性均在88.0%以下,表明JX-2是ToLCCNV的一个分离物.基于JX-2和已报道的双生病毒属代表种DNA-A全基因组核苷酸序列构建的系统进化树显示,JX-2与ToLCCNV-G32分离物的亲缘关系最近,并与ToLCCNV其它分离物形成一个分支,而与其它10种双生病毒的亲缘关系均相对较远.利用双生病毒卫星DNAβ的特异性引物β01/β02在JX-2样品中扩增到DNAβ分子(JX-2β),全长为1 341个核苷酸,其互补链编码1个ORF (即βC1),并包含一个富含A序列和一个卫星病毒保守序列.序列分析表明,JX-2β与ToLCCNV伴随的DNAβ的相似性在91.0%~96.1%之间,其中与ToLCCNV-G61DNAβ和ToLCCNV-G18 DNAβ的相似性最高(96.1%),与其它卫星DNAβ的相似性均低于61.8%.基于JX-2β全基因组核苷酸序列构建的系统进化关系树显示,JX-2β与ToLCCNV G61分离物伴随的DNAβ亲缘关系最近,并形成一个独立的分支,再与ToLCCNV 其余两个分离物伴随的DNAβ形成一个较大的分支.这是首次报道从烟草中分离到的中国番茄曲叶病毒及其伴随卫星DNA分子的全基因组结构特征.     

植物病毒及其卫星RNA在寄主体内的移动和系统分布

植物病毒与动物病毒有多方面的不同,主要包括:大多数植物病毒的感染需要微伤口(少数靠内吞作用;包膜病毒靠融合方式),而动物病毒的感染则需要受体.在植物病毒进入细胞或从一个细胞扩散到周围未被感染的细胞时都会遇到一些障碍,如细胞壁和细胞质膜.到目前为止,尚未在植物细胞中发现有病毒受体参与侵染的证据.     

黄瓜花叶病毒卫星RNA致弱辅助病毒的机理

分析了卫星RNA致弱的黄瓜花叶病毒 (CMV)侵染的烟草叶绿体内的CP浓度与花叶症状的严重程度成正相关 .用番茄不孕病毒 (TAV)接种表达CMV卫星RNA的转基因烟草叶绿体中 ,TAV- CP含量明显比不含卫星RNA的TAV株系侵染的低 ,而在细胞质中TAV -CP含量无差别 .用完整游离叶绿体进行体外跨膜运输试验 ,CMV- CP能快速进入离体叶绿体 ,CP降低叶绿体动力学荧光光谱 .将CMV的CP基因与 1 ,5 二磷酸核酮糖羧化酶小亚基引导肽基因进行体外拼接 .借助农杆菌转化烟草 .转基因烟草表现出黄化、根系发育受抑制 ,产生类似病毒侵染的症状 .     

罗氏沼虾体内两种病毒颗粒的分离、纯化与核酸特性

从患肌肉白浊症状的罗氏沼虾幼苗体内分离纯化得到两种大小不同的病毒颗粒.这两种病毒颗粒均为对称的20面体结构,表面光滑,无囊膜,对氯仿不敏感.一种是直径为26nm～27nm的颗粒,在氯化铯中的密度为132g/cm3,病毒基因组含两段单链的RNA,分别为30kb和12kb,具有诺达病毒科成员的特征.一种是直径为14nm～16nm的颗粒,在氯化铯中的密度为133g/cm3,含有一段大小为09kb的单链RNA,拟为卫星病毒样颗粒或辅助病毒.     

病毒卫星RNA及其致弱病毒的机理──我国病毒学基础研究进展之一例

病毒卫星ＲＮＡ及其致弱病毒的机理──我国病毒学基础研究进展之一例田波（中国科学院微生物所分子病毒与生物工程研究室,北京１０００８０）１卫星ＲＮＡ的本质和生物学地位病毒卫星ＲＮＡ是美国ＫａＰｅｒ等于１９７６年在黄瓜花叶病毒中首先发现的［１］,它是伴随病...     

黄瓜花叶病毒致弱卫星RNA对辅助病毒含量的影响

为研究黄瓜花叶病毒(CMV)弱病毒株的基因组RNA和卫星RNA的含量变化,将一个卫星RNA介导的CMV弱病毒株NDM-1与CMV强毒株在4种寄主系统上进行对照实验.采用RNA点杂交方法,检测从早期接种病毒到大田释放阶段（病毒接种后5到40天）,寄主植物叶组织中的基因组RNA和卫星RNA的相对含量变化.结果显示：弱病毒株NDM-1基因组RNA和卫星RNA负荷量具有寄主效应和时间效应,趋势一致但程度不同.它们在番茄上的变化规律不同于其他寄主而且病毒的致弱效果最明显：在接种后的5～10天 (生产上接种育苗的保护期) ,基因组RNA和卫星RNA相对含量上升,到40天(大田释放期) 时回落至最低.比较NDM-1于不同时间在各寄主上的卫星RNA和基因组RNA的相对比值：在40天时,寄主番茄上的相对比值达15.8,与在其他寄主上和其他时间段比较均有显著差异,即此时卫星RNA达到含量优势.说明弱病毒NDM-1在番茄上的致弱机制为:卫星RNA的大量复制对CMV基因组RNA产生抑制作用.此弱病毒株在烟草和心叶烟中的变化规律基本一致.     

烟草曲茎病毒Y128分离物及伴随卫星的分子鉴定*

从云南保山田间表现曲叶症状的烟草植株上分离到病毒分离物Y128,病株在实验室可经烟粉虱(Bemisiatabaci)传播到健康烟草上。分别用针对烟草曲茎病毒(TbCSV)、云南烟草曲叶病毒(TLCYNV)、中国番茄黄化曲叶病毒(TYLCCNV)及泰国番茄黄化曲叶病毒(TYLCTHV)等田间常复合侵染的云南粉虱传双生病毒的特异性引物对Y128DNA-A进行PCR扩增,结果表明Y128是烟草曲茎病毒(TbCSV)的1个分离物。利用DNAβ的特异性引物β01和β02,在Y128中扩增到卫星DNA分     

卫星RNA作为黄瓜花叶病毒病生防因子的研究III．卫星RNA对黄瓜花叶病毒感染的烟叶组织中病毒双链RNA含量的影响

用3H尿嘧啶核苷标记、聚丙烯酰胺凝胶电泳分析、放射自显影等技术以及根据抗RNA酶和DNA酶的性质比较了感染黄瓜花叶病毒(CMV)及其带有卫星RNA的黄瓜花叶病毒(CMV-S52)的三生烟叶组织中病毒ds RNA含量的变化。结果表明,随接种后时间的延长,CMV-S32感染的组织中卫星RNA的ds RNA含量呈直线增长,第10天达最高峰,而病毒基因组RNA的ds RNA的含量则随时间延长而降低,这一趋势一直延续到最后一次测定。卫星RNA的双链RNA含量也比病毒基因组ds RNA高得多,从接种后的第二天的2．5倍到第10天的20倍及第l{天的近40倍,但不含卫星RNA的cMV接种后在所测定的14天内,各基因组RNA的ds RNA含量比较衡定。     

侵染朱槿的木尔坦棉花曲叶病毒及其卫星DNA全基因组结构特征

从广州朱槿上分离到病毒分离物G6,全序列测定结果表明,G6 DNA-A全长为2 737个核苷酸.序列比较显示,G6 DNA-A与木尔坦棉花曲叶病毒(CLCuMV)各分离物的同源率均大于89%,其中与CLCuMV-[62]的同源率最高(96.1%),与拉贾斯坦棉花曲叶病毒(CLCuRV)的同源率87.1%～89.8%,而与其他菜豆金色花叶病毒属病毒同源率均在87%以下.DNA-A系统进化关系分析显示,G6与CLCuMV各分离物的亲缘关系最近,聚在一起形成一个分支,而与其他几种双生病毒的亲缘关系相对较远.利用DNAβ特异引物β01和β02,从G6中扩增到卫星DNA分子(DNAβ).序列分析结果表明,G6 DNAβ全长1 346个核苷酸,推导其互补链上编码一个ORF(C1).序列比较结果表明,G6 DNAβ与CLCuMV DNAβ的同源率最高(92.1%),与CLCuRV DNAβ的同源率为88.7%,而与其他已报道的DNAβ的同源率均在80%以下.DNAβ系统进化关系分析显示,G6 DNAβ与CLCuMV DNAβ形成一个独立的分支,再与CLCuRV及MYVV-[Y47]的DNAβ形成一个较大分支.从上述研究结果可以得出,侵染广东朱槿的病毒分离物G6应该是CLCuMV一个分离物.     

肌卫星细胞研究进展

骨骼肌中的卫星细胞,长期以来就被认为是出生后骨骼肌生长、修复和维持的单能成肌干细胞。近年研究发现,卫星细胞与内皮细胞共同起源于胚胎血管祖细胞,且成年骨骼肌中存在多能干细胞,这些肌源多能干细胞在适当的微环境中具有多向分化潜能。这将为治疗包括帕金森病在内的多种临床退行性疾病提供自体干细胞的新来源。本文对肌卫星细胞的起源、增殖和成肌分化的分子调节机制,以及肌卫星细胞的多能干细胞潜能等方面的研究进展进行了综述。     

带卫星RNA黄瓜花叶病毒保护接种的植物中病毒积累与基因组RNA合成及病状表达

本文报道了三生烟在接种带卫星RNA的黄瓜花叶病毒(CMV-S52)后,或接种后用强毒CMV攻击,其病状表现、组织中病毒含量,病毒基因组RNA合成与卫星RNA合成的关系.植物在接种CMV-S52后7～10天,所有接种植物都表现出不同程度的轻度花叶症状,此期正是组织内病毒含量最高,而卫星dsRNA占总dsRNA百分比较低时期.接种后不同时间的测定证明,组织内病毒基因组dsRNAl和dsRNA2的合成水平均较低,而卫星dsRNA则始终保持较高的合成水平;到接种后15天病状消失时,卫星dsRNA占总dsRNA合成百分比的84.79％之多. 用CMV-S52保护接种后再用强病毒攻击,植物中的病毒含量、病毒ssRNA合成不增加或稍有增加;而基因组dsRNA和卫星dsRNA合成都有增加,但卫星dsRNA合成仍占绝对优势.保护作用的效果,取决于攻强病毒时已存在于组织内的卫星RNA与基因组RNA合成量的相对比例。讨论了卫星RNA的保护机理。