精選植物病毒講解講義

（優(yōu)選）第四章植物病毒當(dāng)前第1頁\共有76頁\編于星期三\12點二、病毒與人類的關(guān)系有害方面：有益方面：▲引起人類疾?。ㄌ旎?、愛滋病、非典型肺炎、肝炎、流感、小兒麻痺等）?！鹦笄菁膊。袢?、口蹄疫、豬瘟、牛瘟、雞瘟、鴨瘟）?！鹬参锊『??！米骰蚬こ痰妮d體或元件。▲有害生物控制（害蟲、真菌及雜草生防）?！h(huán)境保護（利用藻類病毒消除水面藻類污染）?！ɑ茉錾ń鹦狞S楊、金邊瑞香、雜色郁金香）。當(dāng)前第2頁\共有76頁\編于星期三\12點非典型肺炎”元兇——冠狀病毒當(dāng)前第3頁\共有76頁\編于星期三\12點非典型肺炎”元兇——冠狀病毒（單個放大的）當(dāng)前第4頁\共有76頁\編于星期三\12點

目前已研究和命名的植物病毒達1000多種，其中許多為重要的植物病原，其所造成的損失僅次于真菌病害。如：水稻東格魯?。≧icetungro）在東南亞一些國家是最具有毀滅性的病毒病，上世紀(jì)中期僅菲律賓每年因此病所致的稻谷損失即達140萬噸；水稻矮縮?。≧icedwarf）于19世紀(jì)末在日本一些地區(qū)流行，曾因此餓死1萬多人；在我國北方麥區(qū)間歇性暴發(fā)的小麥黃矮?。˙arleyyellowdwarf）平均造成30%的產(chǎn)量損失。在油菜上，因病毒病造成的產(chǎn)量損失常年達20~30%。甜菜曲頂?。˙eetcurlytop）、香蕉束頂?。˙ananabunchytop）等幾乎對一些產(chǎn)區(qū)造成了毀滅性打擊。小麥黃矮病當(dāng)前第5頁\共有76頁\編于星期三\12點三、病毒在生物中的地位生物細胞生物分子生物原核生物原核生物界真核生物動物界植物界菌物界原生生物界病毒界？真病毒亞病毒類病毒擬病毒朊病毒當(dāng)前第6頁\共有76頁\編于星期三\12點◆公元10世紀(jì)（北宋），人工免疫預(yù)防天花（中國）?！?798，英國人EdwardJenner發(fā)明牛痘疫苗?！?576，荷蘭人CharlesdeLieclase描述郁金香雜色花?！坝艚鹣銦帷?。一株郁金香（球根）：數(shù)頭牛、豬、綿羊；幾頓谷物；上千磅奶酪；一個磨坊?！?886年，德國人梅耶爾（Mayear）證明煙草花葉?。═MV）具有傳染性（認為是細菌）?！?892年，俄國人伊凡諾夫斯基（Ivanowski）發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病原（TMV）可以通過細菌過濾器（認為是微小細菌）?！?898年，荷蘭人伯杰林克（Beijerinck）重復(fù)上述研究，提出病原不是細菌，而是“可過濾性病毒”。提出“病毒”概念，被稱為“病毒學(xué)之父”。四、植物病毒學(xué)發(fā)展簡史1、病毒的發(fā)現(xiàn)當(dāng)前第7頁\共有76頁\編于星期三\12點當(dāng)前第8頁\共有76頁\編于星期三\12點2、對病毒本質(zhì)的認識（病毒理化特性）◆1935年，美國的斯坦利（Stanley）提純TMV結(jié)晶，于1946年獲諾貝爾化學(xué)獎?！?/p>

1936年，英國的鮑登（Bawden）發(fā)現(xiàn)TMV含有95%的蛋白質(zhì)和5%的RNA?！?/p>

1939年，美國的凱奇（Kausche）獲得第一張TMV電鏡照片。◆1944年，美國的斯克諾定爾（Schrodinger）發(fā)表了“WhatisLife?”小冊子。3、近代分子生物學(xué)時期◆1956年，Gierer，F(xiàn)raenkel-conral等證明TMV的RNA具有侵染性。◆1971年，Diener發(fā)現(xiàn)類病毒?！?982年，Prusiner發(fā)現(xiàn)朊病毒，獲1997年諾貝爾獎。4、現(xiàn)代分子生物學(xué)時期◆1985年，Powell等獲得首例轉(zhuǎn)TMVCP基因煙草。當(dāng)前第9頁\共有76頁\編于星期三\12點五、植物病毒學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀與熱點問題1、病毒基因組及基因功能研究；2、病毒與寄主植物相互關(guān)系研究；3、生物技術(shù)（轉(zhuǎn)基因）培育抗病品種；4、病毒作為基因工程載體及載體元件的研究。

由于分子生物學(xué)的發(fā)展和電子顯微鏡的進步，對植物病毒的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生物學(xué)特性及理化特性都有深入的研究。近年來對植物病毒的研究已進入分子水平，內(nèi)容包括：當(dāng)前第10頁\共有76頁\編于星期三\12點@病毒粒體：是病毒的基本存在形式（形態(tài)）。@病毒粒體的形態(tài)微小，只有在放大數(shù)萬倍的電鏡下才能觀察到，其度量單位通常采用納米（nm，1nm=10-9m）。@植物病毒粒體形態(tài)主要有：球狀、線狀、桿狀、彈狀、雙聯(lián)體狀、絲線狀、柔軟不定形等。第二節(jié)植物病毒的一般性狀一、植物病毒的形態(tài)當(dāng)前第11頁\共有76頁\編于星期三\12點◆許多植物病毒由不只一種粒體構(gòu)成。

煙草脆裂病毒有兩種桿狀粒體，長的一種為195×25nm，短的一種為43~110×25nm；

苜?；ㄈ~病毒有5種粒體組分：大小為58×18、54×18、42×18、30×18、18×10nm。一些球狀病毒也有多種粒體組分，但這些粒體形態(tài)相同，只是其中所包含的核酸含量不同而重量存在差異。這些病毒被稱為多分體病毒（multicomponentvirus），必需有多種病毒粒體組分同時侵染寄主細胞，才能增殖并完成其生物學(xué)功能。

二、植物病毒的結(jié)構(gòu)

植物病毒粒體主要含有核酸和蛋白兩大部分。中間為核酸芯（RNA或DNA），外部有外殼蛋白（CoatProtein，CP）包被形成衣殼，少數(shù)病毒在蛋白衣殼外面還包被一層那囊膜（envelope），稱為包膜病毒,如植物彈狀病毒。植物病毒粒體當(dāng)前第12頁\共有76頁\編于星期三\12點

桿狀或線狀病毒：蛋白質(zhì)亞基螺旋狀排列，中間是一個由核酸構(gòu)成的空心管子，核酸也呈螺旋狀排列，嵌入到螺旋狀排列的蛋白質(zhì)亞基內(nèi)端。如，TMV桿狀粒體。當(dāng)前第13頁\共有76頁\編于星期三\12點TMV結(jié)構(gòu)模式圖當(dāng)前第14頁\共有76頁\編于星期三\12點

TMV：含2130個蛋白質(zhì)亞基；排成130圈；每3圈一個周期，49個亞基/3圈；2.3nm亞基間隔/圈。病毒粒體直徑18nm，核酸鏈直徑8nm。當(dāng)前第15頁\共有76頁\編于星期三\12點

球狀病毒：蛋白質(zhì)亞基鑲嵌在粒體表面，構(gòu)成多面體形，內(nèi)心是病毒的核酸；球狀病毒并非光滑的球體，而是多面體（多為二十面體），由多個正三角形組合而成。當(dāng)前第16頁\共有76頁\編于星期三\12點

植物病毒的主要成份是核酸和蛋白質(zhì)，有些還含有少量的金屬離子、多胺和水等。三、植物病毒組分及其生物學(xué)功能（一）核酸

核酸是病毒遺傳信息的載體，植物病毒粒體的基因組主要在核酸中，有些含mRNA。一套基因組含有病毒侵染、復(fù)制、運轉(zhuǎn)、傳播等生命活動所需的全部基因，決定病毒的增殖、生物學(xué)特性及致病性等。

植物病毒基因組所包含的基因數(shù)目從一個（衛(wèi)星病毒）至十二個（植物呼腸孤病毒），一般有4~7個基因，分子量從0.4×106d到15.5×106d，通常有外殼蛋白基因、復(fù)制酶基因及運動蛋白基因等。大部分植物病毒基因組能編碼4~7種蛋白質(zhì)。當(dāng)前第17頁\共有76頁\編于星期三\12點1、植物病毒的核酸類型植物病毒的基因組多數(shù)為核糖核酸（RNA），少數(shù)為脫氧核糖核酸（DNA）。根據(jù)核酸性質(zhì)及功能，可將植物病毒基因組分為下列5種類型：

（1）正單鏈RNA（+ssRNA）

單鏈RNA具有侵染性，可以直接翻譯蛋白，起mRNA的作用。大部分重要植物病毒的基因組屬這一類型。占70%以上，如TMV，CMV，PVY；多分體病毒等。（2）負單鏈RNA（-ssRNA）

病毒粒體中的單鏈RNA不具侵染性，必需先轉(zhuǎn)錄成互補鏈，才能翻譯蛋白。植物彈狀病毒的基因組屬這一類型。如小麥叢矮病毒。（3）雙鏈RNA（dsRNA）

其中一條鏈具有mRNA的作用。負鏈轉(zhuǎn)錄出正鏈才能作為mRNA翻譯蛋白。植物呼腸孤病毒的基因組屬這一類型。水稻矮縮病毒。當(dāng)前第18頁\共有76頁\編于星期三\12點（4）單鏈DNA（ssDNA）

聯(lián)體病毒科（Geminiviridae）病毒含有這種類型基因組，復(fù)制時單鏈DNA先合成雙鏈DNA，再以常規(guī)途徑轉(zhuǎn)錄生成mRNA。（5）雙鏈DNA（dsDNA）

核酸類型與高等動、植物的相同，為互補的雙鏈DNA，花椰菜花葉病毒屬（Caulimovirus）、桿狀DNA病毒屬（Badnavirus）具有這種類型基因組。

2、病毒粒體核酸含量

球狀病毒：15%~45%。

線狀及桿狀病毒：5%~6%。

彈狀病毒：1%。當(dāng)前第19頁\共有76頁\編于星期三\12點3、病毒的多分體現(xiàn)象單體基因組：病毒基因組分布于一條核酸鏈上。分段基因組：病毒基因組分布于多條核酸鏈上。單分體病毒：一個病毒粒體中包含有全套基因組。多（雙、三）分體病毒：分段基因組分別包裝于不同的病毒粒體中。（二）蛋白質(zhì)

植物病毒的基因組很小，編碼的蛋白質(zhì)種類也很少，按照其功能可分為結(jié)構(gòu)蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白。

結(jié)構(gòu)蛋白是構(gòu)成一個完整病毒粒體所需要的蛋白，主要是外殼蛋白（coatprotein，CP）和囊膜蛋白，有些病毒還有基因組結(jié)合蛋白（VPg），由于大多數(shù)植物病毒沒有囊膜，其結(jié)構(gòu)蛋白也就只有外殼蛋白。并且絕大多數(shù)植物病毒的外殼蛋白僅由一種蛋白多肽構(gòu)成，個別的有兩種以上。當(dāng)前第20頁\共有76頁\編于星期三\12點

非結(jié)構(gòu)蛋白是指病毒基因編碼的非結(jié)構(gòu)必需的蛋白，包括病毒復(fù)制需要的復(fù)制酶、參與病毒運轉(zhuǎn)的運動蛋白等。

（三）脂類

大多數(shù)植物病毒不含脂類，只有具囊膜的病毒才有脂類。（四）其他組份

糖蛋白、金屬離子、多胺、水等。當(dāng)前第21頁\共有76頁\編于星期三\12點第三節(jié)植物病毒的侵染和傳播

大多數(shù)植物病毒是從機械的或傳毒介體所造成的微傷（finewound）侵入寄主，少數(shù)經(jīng)過內(nèi)吞（endocytosis）作用，包膜病毒通過融合（fusion）方式進入寄主細胞。植物病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，不像大多數(shù)生物那樣具有復(fù)雜的繁殖器官進行有性或無性繁殖，也不像細菌那樣進行裂殖生長，而是分別合成核酸和蛋白質(zhì)再組裝成子代病毒粒體。這種特殊的繁殖方式稱為復(fù)制。一、植物病毒的侵染和復(fù)制生物學(xué)中心法則DNAmRNA蛋白質(zhì)

植物病毒利用寄主細胞核酸復(fù)制系統(tǒng)及蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)復(fù)制其基因組和合成其?；缘鞍桩?dāng)前第22頁\共有76頁\編于星期三\12點

病毒侵染植物后，在活細胞內(nèi)增殖后代需要兩個步驟：一是病毒核酸的復(fù)制（replication），即病毒的基因傳遞；二是病毒基因的表達（geneexpression），即病毒蛋白質(zhì)合成。一般新增殖的病毒會在體內(nèi)進行胞間運轉(zhuǎn)和長距離運轉(zhuǎn)。植物病毒核酸的復(fù)制大部分植物病毒的核酸復(fù)制是由RNA到RNA。病毒核酸的復(fù)制需要寄主提供復(fù)制的場所（通常是在細胞質(zhì)或細胞核內(nèi)）、復(fù)制所需的原料和能量、部分寄主編碼的酶及膜系統(tǒng)。病毒自身提供的主要是模板和?；木酆厦?，即復(fù)制酶。如花椰菜花葉病毒編碼一種依賴于RNA的DNA聚合酶，也稱反轉(zhuǎn)錄酶。當(dāng)前第23頁\共有76頁\編于星期三\12點

根據(jù)核酸種類和性質(zhì)不同，植物病毒復(fù)制可分為多種類型。

以（+）RNA病毒為例，病毒的復(fù)制過程如下：（1）病毒粒體進入寄主細胞，脫殼，釋放RNA；（2）RNA與核糖體結(jié)合，翻譯出病毒復(fù)制酶等與復(fù)制相關(guān)的基因產(chǎn)物；（3）復(fù)制酶以（+）RNA為模板合成（-）RNA鏈，并形成雙鏈復(fù)制型；（4）從復(fù)制型產(chǎn)生子代（+）RNA鏈；（5）以病毒RNA為模板合成外殼蛋白；（6）外殼蛋白亞基和RNA組裝形成新的病毒粒體。

當(dāng)前第24頁\共有76頁\編于星期三\12點植物病毒基因組復(fù)制及mRNA合成途徑具有多樣性當(dāng)前第25頁\共有76頁\編于星期三\12點病毒粒體進入寄主細胞脫殼基因表達復(fù)制大量的基因組及合成外殼蛋白病毒粒體裝配植物病毒的增殖當(dāng)前第26頁\共有76頁\編于星期三\12點植物病毒基因及其表達

植物病毒的基因組較小，許多植物病毒的基因組全序列及基因圖譜都已明確。以TMV為例TMV基因組RNA全長6395nt+ssRNA5’-未端具有帽子結(jié)構(gòu)和先導(dǎo)序列（非轉(zhuǎn)譯序列）3’-未端有類似tRNA的結(jié)構(gòu)整個基因組含有5個開讀框（ORF），翻譯產(chǎn)生5種蛋白

植物病毒基因表達所面臨的問題：真核生物蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)僅識別病毒RNA上的第一個開放閱讀框架，同一核酸鏈上的其它基因的表達則要借助病毒的特殊翻譯策略。當(dāng)前第27頁\共有76頁\編于星期三\12點在真核生物蛋白合成系統(tǒng)中的翻譯策略（共5種策略）1、亞基因組策略2、多聚蛋白策略3、多分體基因組策略4、通讀蛋白策略5、核糖體移碼策略由基因組3’-未端轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生一至多個亞基因組RNA，從各個亞基因組5’-端開讀框翻譯出功能性蛋白產(chǎn)物。如TMV基因組僅含一個開讀框，翻譯產(chǎn)生一個前體蛋白（多聚蛋白），再在蛋白酶作用下分解為多個功能蛋白。如馬鈴薯Y病毒科基因組為多條核酸鏈，每條鏈翻譯產(chǎn)生一個蛋白產(chǎn)物。如CMV核糖體讀越過終止密碼。如TMV的復(fù)制酶蛋白在翻譯接近終止密碼時，核糖體回讀或跳過一個核苷酸，從而使終止密碼失效（解體到兩個三聯(lián)體密碼中）當(dāng)前第28頁\共有76頁\編于星期三\12點

病毒在復(fù)制表達過程中會產(chǎn)生一定形狀的內(nèi)含體（inclusionbody），可在一般光學(xué)顯微鏡下看到。在細胞核內(nèi)，稱為核內(nèi)含體；在細胞質(zhì)內(nèi)，稱為細胞質(zhì)內(nèi)含體（主要分為不定形內(nèi)含體、假晶體、晶體內(nèi)含體和風(fēng)輪狀內(nèi)含體）。

不定形內(nèi)含體是由病毒粒體和寄主細胞成份混合組成的；

晶體狀內(nèi)含體一般是由病毒粒體整齊排列堆疊而成。六角形內(nèi)含體四邊形內(nèi)含體當(dāng)前第29頁\共有76頁\編于星期三\12點晶體狀內(nèi)含體當(dāng)前第30頁\共有76頁\編于星期三\12點細胞質(zhì)內(nèi)的不定形內(nèi)含體當(dāng)前第31頁\共有76頁\編于星期三\12點細胞質(zhì)內(nèi)圓盤狀內(nèi)含體當(dāng)前第32頁\共有76頁\編于星期三\12點細胞質(zhì)內(nèi)風(fēng)輪狀內(nèi)含體當(dāng)前第33頁\共有76頁\編于星期三\12點核質(zhì)的內(nèi)含體核仁內(nèi)含體細胞核內(nèi)的內(nèi)含體當(dāng)前第34頁\共有76頁\編于星期三\12點植物病毒的變異1、突變2、基因重組3、假重組自然界中，病毒復(fù)制一次出現(xiàn)突變株的概率為10-6~10-8人工誘變（亞硝酸鹽、高溫處理）——獲得弱毒株及其利用有的情況下，僅僅一個堿基的變化就會導(dǎo)致病毒性質(zhì)的變異兩個病毒基因組在復(fù)制過程中發(fā)生核酸序列交換，形成重組基因組。常發(fā)生于DNA病毒中（主要是動物病毒和噬菌體，花椰菜花葉病毒也有發(fā)生）分段基因組病毒之間核酸鏈的重新組合。如CMV、TBV當(dāng)前第35頁\共有76頁\編于星期三\12點

運轉(zhuǎn)（移動），即病毒從植株的某一部位擴散到另一部位的過程（植株內(nèi)擴散）。

在植物葉肉細胞間的移動稱為胞間運轉(zhuǎn)（移動）；

經(jīng)維管束輸導(dǎo)組織的運轉(zhuǎn)稱為長距離運轉(zhuǎn)（移動）。（一）胞間運轉(zhuǎn)

已知植物病毒的胞間運轉(zhuǎn)有多種途徑，而以經(jīng)胞間連絲的運轉(zhuǎn)最為普遍。該過程需有病毒的運動蛋白參與。其過程：

首先運動蛋白作用于胞間連絲，使胞間連絲的孔徑增大幾倍至幾十倍；同時運動蛋白與病毒核酸結(jié)合，使核酸呈細長的線狀；最后病毒是以核酸的形式通過擴展了的胞間連絲進入相鄰的細胞。

二、病毒在植物體內(nèi)的運轉(zhuǎn)（移動）當(dāng)前第36頁\共有76頁\編于星期三\12點一些病毒僅能在某些寄主的接種點附近作有限的細胞內(nèi)擴散，表現(xiàn)為局部侵染。一些病毒為韌皮部限制病毒（phloem-limitedvirus），即病毒經(jīng)介體傳入寄主韌皮部后，僅能在韌皮部增殖和運轉(zhuǎn)。病毒在細胞間移動的速度是緩慢的，平均每天不過1mm左右。（二）長距離運轉(zhuǎn)植物病毒的侵染大都是系統(tǒng)性的；

先在薄壁細胞組織中增殖和運轉(zhuǎn)；

然后進入維管束組織的韌皮部或木質(zhì)部很快地運轉(zhuǎn)。當(dāng)前第37頁\共有76頁\編于星期三\12點當(dāng)前第38頁\共有76頁\編于星期三\12點（三）病毒在植物體內(nèi)的分布

全株性侵染的病毒并不是植株的每個部分都有病毒，因只有部分病毒可以進入植株的種胚，所以病毒可以由種子傳染的是少數(shù)。有少數(shù)病毒可以進入花粉，故花粉就可以傳染這些病毒。

植物旺盛生長的分生組織很少含有病毒，如莖尖、根尖。因此切下莖端小段（0.1~0.25cm）分生組織培養(yǎng)，可以得到無病毒的植株。馬鈴薯、大理菊、草莓等營養(yǎng)繁殖的作物，采用分生組織培養(yǎng)的方法，可以從病株上得到無毒苗。分生組織培養(yǎng)不一定都能得到無毒苗，要經(jīng)過反復(fù)測定確定不帶病毒后，再用于繁殖無性系。當(dāng)前第39頁\共有76頁\編于星期三\12點三、植物病毒的傳播

傳播，病毒從一株植物擴散到另一株植物的過程（植株間擴散）。植物病毒只能被動傳播，需借外界因子進入活的細胞內(nèi)。

植物病毒為專性寄生物，不能離開活細胞。植物病毒傳播方式可以分為介體傳播和非介體傳播。（一）植物病毒的介體傳播介體（vectors），可以傳播病毒的生物體。

1、介體傳毒特性

（1）傳毒過程

持毒期：介體一次獲毒后，能保持傳毒能力的時間。獲毒期潛伏期傳毒期當(dāng)前第40頁\共有76頁\編于星期三\12點（2）介體傳毒方式

按照介體與植物病毒之間的生物學(xué)關(guān)系，可分為非持久性病毒（nonpersistentvirus）、半持久性病毒（semipersistentvirus）和持久性病毒（persistentvirus）三種類型。

①非持久性病毒

獲毒期、潛伏期、傳毒期、持毒期均很短（幾秒至幾分鐘），蚜蟲傳毒多屬于此類，又稱為口針傳毒，蚜蟲試探性取食即可傳毒。

特征是傳毒介體在病植株上獲毒飼育后病毒依附于口針里，在接種飼育時隨同排出的唾液進入寄主植物體內(nèi)，因此介體飼毒短時間后即可傳毒，飼育期延長會降低傳毒效率，病毒在介體體內(nèi)沒有循回期，傳毒時間也很短。當(dāng)前第41頁\共有76頁\編于星期三\12點②持久性病毒

獲毒期、潛伏期、傳毒期、持毒期均較長（幾小時至幾天、十幾天），病毒可進入介體血液循環(huán)系統(tǒng)，甚至在介體內(nèi)增殖，介體獲毒后，有的可終生傳毒或經(jīng)卵由子代傳毒。葉蟬、飛虱等傳毒多屬于此類。飼毒時間較長，介體飼毒后病毒隨唾液吸入到腸道，滲透過腸壁進入血淋巴，最后循回到口器的唾液腺里，取食時隨唾液進入植物體內(nèi)。因此必須經(jīng)過一定時期的循回期才能傳毒，有的病毒在蟲體內(nèi)能增殖，一次獲毒后可終生傳毒，有的還可經(jīng)卵傳毒給下一代。③半持久性病毒介于上述兩者之間，介體獲毒飼育期和傳毒時間均較長，病毒在介體體內(nèi)沒有循回期，也不能在蟲體內(nèi)增殖。昆蟲蛻皮后即失去傳毒能力。當(dāng)前第42頁\共有76頁\編于星期三\12點

有時，介體與病毒之間具有專化性：某一介體只傳某一病毒或某些病毒，某一病毒只經(jīng)某一或某些介體傳播。多介性病毒如CMV可通過桃蚜、棉蚜、豆蚜等81種蚜蟲傳播。

多傳性介體如桃蚜可傳播100多種病毒。

單介性病毒如大麥黃矮病毒二叉蚜株系僅靠二叉蚜傳播。蚜蟲傳播的病毒常引起花葉型、環(huán)斑型及黃化型和卷葉型癥狀，大都屬于非持久性病毒，這類病毒都很容易汁液摩擦傳播。

葉蟬傳播的病毒大都屬于持久性病毒。（3）介體傳毒的?；援?dāng)前第43頁\共有76頁\編于星期三\12點2、昆蟲介體

是植物病毒自然傳播的主要途徑。其中，同翅目昆蟲占70%以上，主要為蚜蟲、葉蟬、飛虱類。還有甲蟲、粉虱、薊馬等。3、土壤中的介體（1）真菌

已發(fā)現(xiàn)土壤中有7種真菌傳播19種病毒，

油壺菌屬、粘菌屬系植物的非致病菌，為主要的真菌介體；

集壺菌、粉痂菌及腐霉菌除為植物本身病原菌外，還能傳播多種病毒。

病毒與真菌介體的關(guān)系除少數(shù)蕓苔油壺菌為游動孢子體外帶毒外，大多數(shù)為孢子內(nèi)帶毒，屬持久性傳毒。當(dāng)前第44頁\共有76頁\編于星期三\12點（2）線蟲

已知有5個屬的線蟲介體傳播約23種病毒（如長針線蟲、劍線蟲、毛刺線蟲等）。一般線蟲蛻皮后就不能傳毒，飼毒和傳毒時間只要15分鐘至1小時。線蟲傳播的植物病毒均屬于非持久性，線蟲傳病毒也可借花粉、種子傳，極易汁液傳，許多線蟲傳病毒引致環(huán)斑型癥狀。4、螨類介體主要是葉芽螨和蛛螨。螨和病毒的關(guān)系研究較多的是由曲葉螨（Aceriatulipae）傳播的小麥條點花葉病毒，這是屬于循回型，病毒主要存在于中腸，沒有發(fā)現(xiàn)在體內(nèi)增殖的現(xiàn)象。

螨類只有在若蟲期獲毒以后才有傳毒能力，帶毒螨蛻皮后仍能傳毒，但不能經(jīng)卵傳，汁液摩擦亦可傳，螨類傳播病毒的效率有時是很高的，如單個帶條點花葉病毒的螨就能使小麥發(fā)病。當(dāng)前第45頁\共有76頁\編于星期三\12點（二）植物病毒的非介體傳播

1、汁液傳播（saptransmission）

汁液傳播就是使病株的汁液通過機械造成的微傷進入健株體內(nèi)使它發(fā)病，又稱機械傳播。

需要整枝打杈、摘心、綁架的栽培作物上，是一些病毒的主要傳播途徑。煙草、番茄、辣椒上的煙草花葉病毒，瓜類、番茄上的黃瓜花葉病毒。在實驗室通常采用機械的方法——汁液磨擦進行人工接種，通過微傷口使病毒進入植物體內(nèi)。

2、種子傳播（seedtransmission）

種子、塊莖、球莖、鱗莖和花卉苗木等均可傳播。

種子傳帶病毒系由種子外部帶毒、種胚外部帶毒、胚乳帶毒和種胚帶毒。以豆科、葫蘆科、菊科最普遍，是作物病毒病害的重要初侵染源。當(dāng)前第46頁\共有76頁\編于星期三\12點3、嫁接傳播（grafttransmission）

有些果樹病毒病害以嫁接傳播為其唯一已知的傳播途徑，例如蘋果銹果病和花葉病等。這種傳播方式在果樹與某些經(jīng)濟林木（如桑樹）以及觀賞植物中非常重要，因此在繁殖工作中嚴(yán)格選用無病毒接穗和砧木已成為很重要的防治病毒病害的措施。

4、菟絲子傳播（doddertransmission）

菟絲子傳播病毒的性質(zhì)和嫁接傳毒相同，可以通過其橋梁作用，將一株寄主植物的病毒傳遞給另一株寄主。菟絲子的傳播不受組織親合性影響，可更廣泛的應(yīng)用價值。不能靠汁液摩擦接種、不能通過媒介昆蟲傳播的病毒、在親緣關(guān)系差異太大的植物之間不能形成嫁接結(jié)合而傳播病毒病時，大多可利用菟絲子傳毒。

當(dāng)前第47頁\共有76頁\編于星期三\12點第四節(jié)植物病毒的分類與命名植物病毒的分類工作由國際病毒分類委員會（InternationalCommitteeonTaxonomyofVirus，ICTV）植物病毒分會負責(zé)。以往植物病毒的分類主要依據(jù)寄主植物種類、病害癥狀和傳播方式等特性將其分為若干個組（group），分類的基本單元為“成員（member）”。1995年，ICTV發(fā)表了《病毒分類與命名》第六次報告，規(guī)定植物病毒與其它生物一樣實行“目、科、屬、種”的系統(tǒng)等級分類。新規(guī)定中的屬相當(dāng)于以前的組，而種則相當(dāng)于以前的“成員”。ICTV第七次國際病毒分類報告規(guī)定病毒的種為基本分類單元。一、植物病毒的分類當(dāng)前第48頁\共有76頁\編于星期三\12點病毒的種是由自我復(fù)制譜系組成的多元等級，并占有特定生態(tài)空間。其中“自我復(fù)制的譜系”指的是病毒無性復(fù)制的群體及因基因組變異或再組合而形成的進化群體?！疤囟ㄉ鷳B(tài)空間”是指病毒具有的寄主范圍。病毒種以下可分為若干株系（strain）。而一些新獲得的病毒，由于對其特征還不完全了解，不能確定其分類地位，常稱作“分離物”（isolate）或“分離株”。截至1995年，為ICTV所承認的病毒數(shù)目為3600種，其中植物病毒種共有788個。

ICTV將植物病毒劃歸為47個屬，在其上建立了11個科、1個目。植物病毒可歸為5個大類群：1、單鏈DNA（ssDNA）病毒類群2、雙鏈DNA（dsDNA）病毒類群3、雙鏈RNA（dsRNA）病毒類群4、負單鏈RNA（-ssRNA）病毒類群5、正單鏈RNA（+ssRNA）病毒類群當(dāng)前第49頁\共有76頁\編于星期三\12點二、植物病毒的命名采用得最多的是英文俗名法:

寄主植物+癥狀（不采用斜體，常使用縮寫）煙草花葉病毒（Tobaccomosaicvirus，TMV）黃瓜花葉病毒（Cucumbermosaicvirus，CMV）有的按照發(fā)現(xiàn)的先后給予命名，如馬鈴薯X病毒（PotatovirusX，PVX）和馬鈴薯Y病毒（PotatovirusY，PVY）等。

俗名法的優(yōu)點是簡單、直觀；其缺點是將病毒名與病害名二者合一，隨著同種病毒在不同寄主上的發(fā)現(xiàn)，往往會造成一些理解上的困難，如黃瓜花葉病毒可侵染包括單子葉和雙子葉在內(nèi)的67個科470多種植物。當(dāng)前第50頁\共有76頁\編于星期三\12點目前國際上采用類似于拉丁雙名法來命名植物病毒:

寄主名+癥狀+病毒屬名

如TobaccoMosaicTobamovirus屬名采用斜體書寫。植物病毒屬名以-virus結(jié)尾，常由模式種寄主名稱（英文或拉丁文）縮寫+主要特征描述（英文或拉丁文）縮寫+virus組合而成，書寫采用斜體。

如黃瓜花葉病毒屬記作Cucumovirus?？?、目的名稱分別以-viridae和-virales為結(jié)尾，均采用斜體書寫。當(dāng)前第51頁\共有76頁\編于星期三\12點第五節(jié)植物病毒檢測與病毒病害

1、鑒別寄主

指用來鑒別某一病毒或其株系的具有特定反應(yīng)的植物。凡是病毒侵染后能產(chǎn)生快而穩(wěn)定、并具有特征性癥狀的植物都可作為鑒別寄主。組合使用幾種或一套鑒別寄主稱為鑒別寄主譜。鑒別寄主譜中一般包括可系統(tǒng)侵染的寄主、局部侵染的寄主和不受侵染的寄主。鑒別寄主譜的方法簡單易行，優(yōu)點是反應(yīng)靈敏，只需要很少的毒源材料。但工作量比較大，需要較大的溫室種植寄主植物，且比較費時。有時因氣候或栽培等原因，癥狀反應(yīng)不十分穩(wěn)定。一、植物病毒的檢測（一）生物學(xué)檢測

當(dāng)前第52頁\共有76頁\編于星期三\12點2、植物病毒粒體的穩(wěn)定性

對汁液傳播的病毒，可通過病株汁液的體外性狀（鈍化溫度、稀釋限點和體外存活期）來測定；這些性狀雖易受各種因素影響，但仍可作為區(qū)別不同病毒的依據(jù)之一，而且對混合侵染病毒的分離及制定病毒提純方案具有參考價值。

⑴鈍化溫度（ThermalInactivationPoint，TIP）

病毒在病株粗汁液中，經(jīng)恒溫水浴處理10分鐘即喪失侵染力的最低溫度。

TIP最低的病毒是番茄斑萎病毒，只有45℃；

最高的是煙草花葉病毒，為97℃；而大多數(shù)植物病毒為55~70℃。一種病毒的不同株系可以有不同的鈍化溫度，所以是鑒定病毒的一項有用的指標(biāo)。當(dāng)前第53頁\共有76頁\編于星期三\12點⑵稀釋限點（DilutionEndPoint，DEP）

病毒在病株粗汁液中，經(jīng)若干倍數(shù)的稀釋后仍能保持其侵染力的最大稀釋倍數(shù).

用10-1，10-2，10-3……表示。一般的植物病毒DEP為10-2～10-３。

稀釋限點與汁液中病毒粒子的濃度有關(guān)，濃度愈高，稀釋限點也愈大。而病毒的濃度往往受栽培條件、寄主植物狀況所影響。因此報道中同一病毒的稀釋限點不一定是相同的，只能作為鑒定病毒的參考指標(biāo)。

⑶體外存活期（Longevityinvitro，LIV）

病毒在病株粗汁液中，置于20~22℃室溫下，能夠保持侵染力的最長時間。

大多數(shù)病毒的LIV在數(shù)天到數(shù)月。由于在不同植物汁液中存在不同的酶或抑制物，從而使病毒的體外存活期也可能有較大的差異，所以這項指標(biāo)也只能在鑒定病毒時參考。當(dāng)前第54頁\共有76頁\編于星期三\12點病毒粒體十分微小，只有在電子顯微鏡下才能觀察到。電鏡觀察時，病毒樣品須經(jīng)過負染處理，使病毒粒體表面附著一層重金屬離子，置于特殊的載網(wǎng)和支持膜上，放入電鏡真空樣品室中進行觀察。

（三）血清學(xué)檢測抗原（antigens）：一切能在動物體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體的物質(zhì)，都叫抗原。蛋白、蛋白降解物、多糖等。

抗體（antibody）:是動物抵抗外來的抗原而產(chǎn)生的一種物質(zhì)?？乖贵w的結(jié)合過程叫血清學(xué)反應(yīng)?？寡澹╝ntiserum）:含有抗體的血清。利用植物病毒外殼蛋白的抗原特性，制備特異性的抗血清。利用抗原抗體特異性結(jié)合可以鑒定病毒。（二）電鏡觀察當(dāng)前第55頁\共有76頁\編于星期三\12點抗血清的制備：純化病毒；注射小動物（兔子、小白鼠等）；取血獲得抗血清。檢測方法：瓊脂雙擴散法酶聯(lián)免疫吸附法（EnzymeLinkedImmunoSorbentAssay，ELISA）（四）分子生物學(xué)檢測1、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PolymeraseChainReaction，PCR）是二十世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的一種DNA特定片段體外擴增技術(shù)，已被廣泛地應(yīng)用于植物病毒檢測。

其優(yōu)點是快速、靈敏、特異性強。當(dāng)前第56頁\共有76頁\編于星期三\12點（1）將反應(yīng)體系（模板DNA、引物1、引物2、Mg2+、4種dNTP和TaqDNA聚合酶）置高溫下變性（使模板雙鏈DNA解鏈為兩條單鏈）；（2）在低溫下退火（使引物與模板鏈3’端結(jié)合，形成部分雙鏈DNA）；（3）在中溫下，通過TaqDNA聚合酶使引物從5’端向3’端延伸，隨著4種dNTP的摻入合成新的DNA互補鏈，完成第一輪變性、退火和聚合反應(yīng)循環(huán)。反復(fù)進行這種循環(huán)，可使兩端引物限定范圍內(nèi)的模板DNA序列以指數(shù)形式擴增。

一個目的DNA分子經(jīng)20輪擴增后，可達106。

當(dāng)DNA片段擴增到一定數(shù)量時，經(jīng)電泳分離，再經(jīng)溴乙錠處理，在紫外光下可以肉眼觀察到并確定擴增片段的大小，從而判定檢測樣品中是否含有目的DNA片段。PCR的基本過程如下：當(dāng)前第57頁\共有76頁\編于星期三\12點（a）PCR反應(yīng)組份（b）PCR反應(yīng)三步曲當(dāng)前第58頁\共有76頁\編于星期三\12點

大多數(shù)植物病毒基因組為RNA，而TaqDNA聚合酶不能以RNA為模板合成DNA鏈，這就需要首先在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，以RNA為模板合成互補的第一鏈DNA，之后才能進行常規(guī)PCR反應(yīng)，這一技術(shù)稱為反轉(zhuǎn)錄PCR（ReversetranscriptionPCR，簡稱RT-PCR）。RT-PCR檢測番木瓜環(huán)斑病毒電泳結(jié)果當(dāng)前第59頁\共有76頁\編于星期三\12點1、有一些植物在一定的條件下隱癥帶毒，即植物受到病毒的侵染但不表現(xiàn)明顯的癥狀。2、還有一些病毒引起觀賞植物顏色和形態(tài)的變異，反而增加了植物的觀賞價值，荷蘭的郁金香雜色變種等。3、植物病毒病害觀察不到病征。4、癥狀表現(xiàn)受溫度的影響較大，常發(fā)生高溫或低溫隱癥現(xiàn)象。二、植物病毒病害（一）特點2、核酸雜交

原理：DNA—RNA堿基互補關(guān)系。

雜交：DNA—RNA形成異質(zhì)雙鏈的過程。利用根據(jù)已知序列合成或制備的核苷酸片斷——探針（probe）是否能與待測核酸雜交，判斷與已知片斷是否有同源性。當(dāng)前第60頁\共有76頁\編于星期三\12點5、絕大多數(shù)的植物病毒侵入寄主植物后可以引起植物葉片不同程度的斑駁、花葉或黃化，同時伴隨有不同程度的植株矮化、叢枝等病害癥狀，以及產(chǎn)量的降低。有一些病毒引起卷葉、植株畸形。少數(shù)病毒還能在葉片或莖稈上造成局部壞死或瘤腫、脈腫等增生癥狀。菜豆花葉病癥狀蕪菁黃化花葉病毒病癥狀（黃化）當(dāng)前第61頁\共有76頁\編于星期三\12點CMV癥狀（西葫蘆明脈）豌豆耳突花葉病毒病癥狀（耳突）當(dāng)前第62頁\共有76頁\編于星期三\12點小麥土傳花葉病毒?。l紋）番木瓜環(huán)斑病毒病癥狀（畸型）當(dāng)前第63頁\共有76頁\編于星期三\12點

混合侵染（或復(fù)合侵染）：植物受多種病毒或一種病毒的不同株系同時侵染的現(xiàn)象。

混合侵染的病毒在植株體內(nèi)會發(fā)生相互作用，這種相互作用可分為下列幾種類型：（1）協(xié)生作用：混合侵染后，引起的病害癥狀比兩種病毒單獨侵染更為嚴(yán)重。如番茄花葉病毒和馬鈴薯X病毒，兩者分別侵染番茄都只表現(xiàn)輕微斑駁癥狀，但當(dāng)兩者同時侵染時，則引起番茄莖、葉和果實壞死，甚至全株死亡。（2）擷頏作用：一種病毒對另一種病毒產(chǎn)生抑制作用。如在煙草植株體內(nèi)，煙草蝕紋病毒抑制天仙子花葉病毒和馬鈴薯Y病毒的增殖。（3）交互保護作用：先侵染的病毒保護植物不再受另一種病毒的侵染。這種作用可發(fā)生在兩種病毒或一種病毒兩個不同株系之間，其作用通常是相互的。習(xí)慣上“交互保護”特指用致病力弱的病毒或株系（生產(chǎn)上稱為弱毒疫苗）保護植物免受強致病力的病毒或株系的侵染。當(dāng)前第64頁\共有76頁\編于星期三\12點（二）重要的植物病毒屬、種1、煙草花葉病毒（TMV）為煙草花葉病毒屬的典型種（1）病毒粒體特性：桿狀粒體（18×300nm），（+）ssRNA（2）寄主范圍與癥狀：寄主范圍廣（如煙草、番茄、辣椒、豆類等），

多引起花葉癥狀（3）極易機械性傳毒（4）病毒的穩(wěn)定性強2、黃瓜花葉病毒（CMV）為黃瓜花葉病毒屬的典型種（1）病毒粒體球狀（正二十面體，28nm），（+）ssRNA（2）寄主范圍廣（50多個科、100多種植物）

（3）傳毒：經(jīng)機械傳毒、多種蚜蟲非持久性傳、種子傳毒當(dāng)前第65頁\共有76頁\編于星期三\12點3、馬鈴薯Y病毒屬Potyvirus（1）植物病毒中最大的一個屬，含有75個種和93個可能種，有許多引起重要農(nóng)作物病害。馬鈴薯Y病毒（PVY），引起許多茄科植物病毒病大豆花葉病毒（SMV），引起豆科植物花葉病西瓜花葉病毒2號（WMV-2）：引起瓜類花葉病番木瓜環(huán)斑病毒（PRSV）：引起番木瓜花葉?。?）病毒粒體呈線狀（750×12nm），(+)ssRNA（3）傳播：多種蚜蟲非持久性傳播，部分病毒可以由種子傳播當(dāng)前第66頁\共有76頁\編于星期三\12點（三）植物病毒病的防治1、檢驗檢疫防止危險性病毒從境外傳入2、無病種苗無病留種高溫處理莖尖脫毒培養(yǎng)（結(jié)合檢驗檢測）3、作物合理布局減緩病害流行速度、減少重大損失4、培育和采用抗病品種常規(guī)育種、基因工程育種5、清除早期病株、防除傳毒介體銀灰色避蚜6、農(nóng)業(yè)措施調(diào)節(jié)播期、田園清潔（除雜草）、加強肥水管理7、其他弱株系保護作用、藥劑防治當(dāng)前第67頁\共有76頁\編于星期三\12點第六節(jié)亞病毒

亞病毒（Subvirus）是指一類不具有完整病毒結(jié)構(gòu)或功能的分子生物，1981年由法國Lwoff提出。

一、類病毒（viroid）

類病毒是指無外殼蛋白包被的小分子環(huán)狀單鏈RNA，單獨具侵染性，能自我復(fù)制，致病或不致病。

致病癥狀：畸形、壞死、變色。

致病特點：隱癥感染、潛育期長、穩(wěn)定性高、傳染力強。1971年Diener首次在描述馬鈴薯紡錘塊莖病的病原時使用類病毒（viroid）一詞。之后陸續(xù)在一些植物中發(fā)現(xiàn)這類小分子核酸寄生物。如柑桔裂皮病、椰子死亡病、蘋果銹果病等。當(dāng)前第68頁\共有76頁\編于星期三\12點菊花矮化類病毒

Chrysanthemumstuntviroid

Affectedflowersintheforegroundarealsoshowingprematureopeningandcolourbreak.當(dāng)前第69頁\共有76頁\編于星期三\12點菊花矮化類病毒

ChrysanthemumstuntviroidAffectedflower（right）Theflowerisreducedinsizeandshowingmarkedcolourbleaching.當(dāng)前第70頁\共有76頁\編于星期三\12點

在植物病毒中，有些病毒粒體內(nèi)除自身的基因組RNA外，還包含一種小分子RNA，它與病毒基因組核苷酸序列沒有同源性，無編碼能力，必須依賴其相關(guān)病毒（稱為輔助病毒）才能侵染和復(fù)制。其中分子結(jié)構(gòu)為環(huán)狀的