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。     

病毒在植物体内的运转

病毒能否引致植物发病,取决于病毒侵入植物后能否运转到植物的其它部分.一般认为病毒是通过由生物介体或机械磨擦造成的机械损伤而侵入植物细胞的.从初始侵染的细胞开始,大多数病毒在植物体内有两种运转方式:在薄壁细胞间进行的缓慢的短距离运转;在输导组织间进行的快速的长距离运转.80年代中期认识到病毒的体内运转需要其基因产物(运动蛋白,movement protem,MP)的参与,证实了烟草花叶病毒(TMV)的30kD蛋白即为TMV的MP[1,2].之后有关病毒MP及对病毒如何在植物体内进行运转的研究取得很大的进展.有关这方面的综述文章有Hull R、Atabekov等、Lucas等和Carrington等[3-6]的.本文主要综述近五年来的研究进展,但为了其完整性,也包含了一些上述综述的主要有关内容.     

植物病毒介体传播的分子机制

1 前言 植物病毒47个属中,被证实可通过天然生物媒介传播的病毒有40个属.植物病毒经空气传播(air-borne)的介体是昆虫和螨,而经土壤传播(soil-borne)的介体为线虫和真菌.此外,植物病毒传播还可通过寄主植物的种子(seed-borne)和花粉(pollen-borne)传播.     

植物干细胞的抗病毒先天免疫

茎顶端分生组织(shoot apical meristem,SAM)中的干细胞(stem cell,SC)具有自我更新和分化为各种细胞类型的潜能,是植物地上组织和器官生长发育的细胞源泉[1].干细胞团稳态的维持对植物的生长发育至关重要[2]．早在20世纪50年代,便已有研究发现植物的茎尖分生组织病毒含量少,甚至没有病毒...     

番茄丛矮病毒的分子生物学研究进展

近年来,多种植物RNA病毒载体被广泛地应用于外源基因的表达、植物病毒学和植物病理学基础理论的研究中.番茄丛矮病毒(Tomato bushy stunt virus,TBSV)是番茄丛矮病毒科(Tombusviridae)番茄丛矮病毒属(Tombusvirus)的典型成员.TBSV病毒基因组复制、转录和翻译等分子机制的研究取得了巨大的进展,使得利用TBSV构建稳定、高效的表达载体成为可能.     

植物抗病毒分子机制的研究进展

植物在进化过程中为微生物提供了丰富的物质环境,微生物的生存依赖于植物的生物合成和产生能量的能力.有近450种植物致病病毒,可导致一系列的疾病.但植物不是被动地面对病毒的攻击,而是进化了精细而有效的防御机制来抵抗、限制或损害病毒的感染.植物抗病基因(R-gene)可以抵抗包括病毒在内的多种病原体.由特定病毒而引发的防御反应是先天固有的,而且研究人员已经鉴定了与这种防御反应相关的细胞学和生理学特性.作为抵抗外来核酸(包括病毒)的重要细胞防御途径,RNA沉默近来获得了显著性的研究进展.在植物中这些途径的协同作用有效地防御了病毒的感染.     

流感病毒的裂解气相色谱分析

裂解气相色谱法(Pyrolysis Gas Chromatography,PGC)在微生物学的应用中曾多侧重于细菌的鉴定,Mayer最早用PGC做植物病毒的快速鉴定,80年代国内开始开展了病毒的PGC研究。本文报道用PGC分析流感病毒和新城疫病毒的初步结果。     

表达黄瓜花叶病毒卫星RNA的转基因烟草耐烟草花叶病毒

表达黄瓜花叶病毒(CMV)的卫星RNA的转基因烟草可以抗CMV的侵染.为了决定这些植物对其它病毒,如烟草花叶病毒(CMV)的安全性,我们对这些植物接种CMV.结果发现 卫星RNA可减弱TMV引起的症状,井降低病情指数,然而却对TMV在植物中的积累没有明显影响.这一发现有助于对卫星RNA抗病机制的理解,有助于含卫星RNA的生防制剂及表达病毒卫星RNA的转基因植物的应用.本文在国际上首次报道卫星RNA可减弱非相关病毒引起的症状.1 材料和方法1.1 病毒及植物烟草花叶病毒(TMV),烟草G140种子及枯班三生烟种子均为中国科学院微生物研究所病毒室保存;含黄瓜花叶病毒卫星RNA-R1基因的烟草G140(烟Sat-G140)为中国科学院微生物研究所病毒室培育,所用材料为第三代种子.     

表达黄瓜花叶病毒卫星RNA的转基因烟草耐烟草花叶病毒

表达黄瓜花叶病毒(CMV)的卫星RNA的转基因烟草可以抗CMV的侵染.为了决定这些植物对其它病毒,如烟草花叶病毒(CMV)的安全性,我们对这些植物接种CMV.结果发现 卫星RNA可减弱TMV引起的症状,井降低病情指数,然而却对TMV在植物中的积累没有明显影响.这一发现有助于对卫星RNA抗病机制的理解,有助于含卫星RNA的生防制剂及表达病毒卫星RNA的转基因植物的应用.本文在国际上首次报道卫星RNA可减弱非相关病毒引起的症状.1 材料和方法1.1 病毒及植物烟草花叶病毒(TMV),烟草G140种子及枯班三生烟种子均为中国科学院微生物研究所病毒室保存;含黄瓜花叶病毒卫星RNA-R1基因的烟草G140(烟Sat-G140)为中国科学院微生物研究所病毒室培育,所用材料为第三代种子.     

生物技术在植物病害诊断中的应用

1 免疫技术 1.1 酶联免疫法 Voller[1]和Clark[2]等早在70年代中期就将现代血清学技术——酶联免疫法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)应用于植物病毒的检测.ELISA与血清学技术相比具有明显的优越性,可灵敏地大规模定量检测植物提取液中病毒蛋白的含量,这一技术现已成为植物病毒病害诊断的标准方法[3].以后,人们对ELISA技术在检测速度、表确性以及仪器装备等方面进行了改进,使之更加趋于完善.除此之外,其它一些以抗体为基础的检测技术如放射免疫检测、免疫荧光技术、免疫显微镜检技术等也用于植物病害的诊断.     

m6A修饰与植物RNA病毒侵染

N⁶-甲基腺嘌呤(N6-methyladenosine, m⁶A)是真核生物m RNA中丰度最高的RNA转录后化学修饰. RNA的m⁶A修饰主要由甲基化转移酶(writers)、去甲基化酶(erasers)以及阅读蛋白(reader proteins)共同调控.近年的研究表明, m⁶A修饰在植物病毒侵染中发挥了重要作用,相关调控机制成为植物病毒领域的研究热点.本文概述了植物RNA m⁶A修饰相关蛋白的基本组成和m⁶A修饰的检测技术,重点阐述了m⁶A修饰在植物与RNA病毒互作中的作用,并提出了今后植物RNA病毒m⁶A修饰功能研究的方向.     

利用深度测序技术发掘植物病毒资源

第二代测序技术(NGS)因其快速和灵敏的检测特点已成为植物病毒学研究的强有力工具.NGS具有非序列依赖性的优势,能同时检测植物样品中可培养和不可培养的、含量高及含量低的所有的DNA病毒、RNA病毒以及类病毒,它的出现极大地变革和推进了病毒的发现历程.利用该技术已在多种植物上进行了植物病毒的发掘和病原鉴定,取得了非常好的效果.本文围绕NGS及其在植物病毒发掘中的应用研究和前景进行概述和展望.     

抗病毒转基因植物

欧共体委员会(CEC)桥(Bridge)计划最近资助了一项题为植物病毒胞间移动与胞间连丝结构间关系的细胞生物学的项目。对在侵染周期中可使植物病毒进入健康细胞的病毒蛋白(细胞间移动蛋白)的研究对所涉及的病毒机制和正在探讨的植物结构都有所启发。在病毒侵染周期中细胞间移动蛋白由病毒基     

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.     

应用套叠PCR技术构建番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因的hpRNA植物表达载体

植物真核翻译起始因子4E(eIF4E)在蛋白质合成的起始中发挥重要作用,参与植物-病毒互作,影响病毒的侵染过程.为了研究eIF4E在植物病毒侵染中的功能,建立了一种快速的套叠PCR新方法,成功构建了番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因的hpRNA结构,并将其连接到改造的植物表达载体pBI121上,为利用RNA干扰技术研究番木瓜eIF4E和eIFiso4E基因在病毒侵染中的作用奠定了基础.     

长叶车前花叶病毒上海分离株(HRV_(sh))外壳蛋白功能的研究

植物病毒寄主的致病性是由病毒核酸决定的,而由病毒核酸编码的病毒蛋白的功能则是保护病毒核酸不受外界物理及化学因素的破坏作用。至于植物病毒外壳蛋白在感染上是否起作用,是个尚未解决的问题。郁操国等(未发表)曾报道了HRV_(sh)外壳蛋白赖氨酸侧链被三硝基苯磺酸修饰(TNP-HRV_(sh))后,感染力有明显的下降,提出植物病毒外壳蛋白在感染上确有重要作用。本文报道了修饰后的TNP-HRV_(sh)与天然的HRV_(sh)对心叶烟的感染力有干     

侵染陕西洋葱的胡葱黄条病毒基因组全序列分析

葱属植物病毒病害在世界范围内广泛发生,严重危害生产,如果要有效控制病害,首先需要明确病毒的种类及它们的分子生物学特征。Dijk根据寄主范围和血清学的差异,将全世界5700份葱属植物上发生的马铃薯Y病毒属(Potyvirus)成员区分为4个不同的种:韭葱黄条病毒(Leek yellowstripevirus,LYSV)、洋葱黄矮病毒(Onion yellowdwarf virus,OYDV)、胡葱黄条病毒(Shallotyellow stripe virus,SYSV)和大葱黄条病毒(Welsh onion yellowstripe virus,WoYSV)[1]。它们的寄主通常局限于一种或几种葱属植物,其中LYSV主要寄主为大蒜(garlic)、韭葱(le…     

植物遗传工程

920691外渊签因在植物中的表达方法:工程病弃的潜在利用〔英〕/Joshi,R.L.…1 FEBS Lett一1901,281(i~2)一i~s〔译自DBA,1091,10(12),91一06876〕 表达外源基因的植物病毒可能对植物生物技术相当重要。但确保防止工程病毒在环境中的扩散却是一个重要的安全向题。讨论了下列问题:1.高等植物的基因转移方法(土壤杆菌介导的基因转移以及直接基因转移);ii。应用土城杆菌介导的基因转移保护作物(除草剂抗性、病毒病抗性、抗虫性以及基因表达的修饰以改良作物),111.病毒墓因组介导的外源基因在植物中的表达(DNA病毒基因组衍生的表达载体和R…     

植物激素信号调控的“植物病毒-植物-媒介昆虫”三者互作对温室气体变化的响应

全球气候变化已成为农业生产的重要限制因子.它不仅直接影响植物的净初级生产力,同时还影响植物病虫害的发生.因此国内外非常重视病虫害对全球气候变化中的温室气体(二氧化碳和臭氧)增高的响应研究.二氧化碳或臭氧浓度增高影响植物的生理过程,进而通过寄主植物的"上行效应"影响植物病虫害的发生.已有的研究表明,二氧化碳或臭氧浓度升高可通过降低植物氮营养,影响媒介昆虫或植物病毒的发生;而且最近的研究发现,植物激素信号通路在调控媒介昆虫和植物病毒响应二氧化碳和臭氧浓度升高中发挥重要作用.本文根据国内外的研究和本研究组取得的进展,系统地阐述了二氧化碳和臭氧浓度升高如何通过改变激素信号介导的植物抗性代谢进而影响植物病毒-植物-媒介昆虫三者互作关系.     

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。