二、4类病毒及其繁殖方式 一原核生物的病毒——噬菌体

1、二、二、4 4类病毒及其繁殖方式类病毒及其繁殖方式（一）（一） 原核生物的病毒原核生物的病毒噬菌体噬菌体 噬菌体（噬菌体（phage, bacteriophage），），即原核生物的病毒，包括：即原核生物的病毒，包括：噬细菌体（噬细菌体（bacteriophage）噬放线菌体（噬放线菌体（actinophage）噬蓝细菌体（噬蓝细菌体（cyanophage）噬菌体的 6 种主要形态a型型dsdna蝌蚪状蝌蚪状收缩性尾收缩性尾b型型dsdna蝌蚪状蝌蚪状非收缩性长尾非收缩性长尾c型型dsdna蝌蚪状蝌蚪状非收缩性短尾非收缩性短尾d型型ssdna球状球状无尾无尾大顶衣壳粒大顶衣壳粒e型型ssrna

2、球状球状无尾无尾小顶衣壳粒小顶衣壳粒f型型ssdna丝状丝状无头尾无头尾噬菌体的形态噬菌体的形态噬菌体的基本形态和大小噬菌体的基本形态和大小1. 1. 噬菌体的繁殖噬菌体的繁殖 噬菌体和一切病毒粒不存在个体的生长噬菌体和一切病毒粒不存在个体的生长过程，只有其两种基本成分过程，只有其两种基本成分（核酸和蛋白质核酸和蛋白质）的合成和装配，即：的合成和装配，即：核酸复制蛋白质合成核蛋白（病毒粒子）装配 病毒感染敏感宿主细胞后，其核酸进入细胞，病毒感染敏感宿主细胞后，其核酸进入细胞，通过复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白通过复制与表达产生子代病毒基因组和新的蛋白质，然后由这些新合成的病毒组分装配质

3、，然后由这些新合成的病毒组分装配（assembly）成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外，这种特成子代毒粒，并以一定方式释放到细胞外，这种特殊的繁殖方式称做殊的繁殖方式称做复制复制（replication）。复制（复制（replication）病毒的特点之一：严格活细胞内寄生病毒的特点之一：严格活细胞内寄生宿主细胞宿主细胞毒粒毒粒原料原料能量能量生物合成场所生物合成场所有繁殖性的病毒基因组有繁殖性的病毒基因组病毒基因组复制、表达病毒基因组复制、表达病毒核酸和蛋白质病毒核酸和蛋白质装配形成具有感染性的毒粒装配形成具有感染性的毒粒释放至细胞外释放至细胞外 凡在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、凡

4、在短时间内能连续完成吸附、侵入、增殖、装配和裂解装配和裂解5个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为个阶段而实现其繁殖的噬菌体，称为烈性噬菌体（烈性噬菌体（virulent phage）；）；温和噬菌体温和噬菌体（temperate phage）：烈性噬菌体烈性噬菌体（virulent phage）： 进入菌体后并不进行增殖或引起溶菌，将自己的进入菌体后并不进行增殖或引起溶菌，将自己的基因组整合到宿主基因组上，并随之复制而进行同步基因组整合到宿主基因组上，并随之复制而进行同步复制，则称之为温和噬菌体（复制，则称之为温和噬菌体（temperate phage）。）。 烈性噬菌体所经历烈性噬菌体所经历的繁

5、殖过程，称为的繁殖过程，称为裂解裂解性周期性周期（lytic cycle）或或增殖性周期增殖性周期（productive cycle）。）。裂解性周期（裂解性周期（lytic cycle）或增殖性周期（或增殖性周期（productive cycle）噬菌体的繁殖一般分为噬菌体的繁殖一般分为5 5个阶段，即：个阶段，即：（1） 吸附吸附 （2） 侵入侵入 （3） 增殖增殖（复制与生物合成）（复制与生物合成） （4） 成熟成熟（装配）（装配） （5） 裂解裂解（释放）（释放）e. coli t 偶数噬菌体的繁殖过程敏感细胞敏感细胞随机碰撞而接触（静电引力或氢键）随机碰撞而接触（静电引力或氢键）可逆

6、吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）可逆吸附，无特异性（非细胞颗粒也可吸附）病毒表面蛋白与细胞受体的结合病毒表面蛋白与细胞受体的结合特异性，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段特异性，不可逆吸附，启动病毒感染的第一阶段（1） 吸附吸附（adsorption）病毒粒病毒粒吸附于大肠杆菌性毛上的噬菌体吸附于大肠杆菌性毛上的噬菌体吸附于大肠杆菌细胞上的噬菌体吸附于大肠杆菌细胞上的噬菌体吸附作用受许多内外因素的影响吸附作用受许多内外因素的影响 噬菌体的数量噬菌体的数量 辅助因子辅助因子 阳离子阳离子 温度温度 ph 每一宿主细胞表面的特异每一宿主细胞表面的特异受体有限，因此所能吸附噬菌受体有限，因此所能

7、吸附噬菌体的数目也有一个限量。体的数目也有一个限量。 每一敏感细胞所能吸附的每一敏感细胞所能吸附的相应噬菌体的数量，就称相应噬菌体的数量，就称感染感染复数复数（m.o.i，multiplicity of infection）。）。 噬菌体的数量噬菌体的数量 例如，色氨酸可促进例如，色氨酸可促进t4的尾丝摆脱颈须的束缚，的尾丝摆脱颈须的束缚， 有促吸附作用；有促吸附作用； 生物素促进产谷氨酸细菌噬菌体的吸附作用。生物素促进产谷氨酸细菌噬菌体的吸附作用。ca2+、mg2+和和ba2+等阳离子对吸附有促进作用；等阳离子对吸附有促进作用；al3+、fe3+和和cr3+等阳离子则可引起失活。等阳离子则可

8、引起失活。 辅助因子辅助因子 阳离子阳离子在生长最适温度范围内最有利于吸附。在生长最适温度范围内最有利于吸附。利用某些理化因子对吸附的促进作用和抑制利用某些理化因子对吸附的促进作用和抑制作用，在发酵工业中对防止噬菌体的污染有作用，在发酵工业中对防止噬菌体的污染有一定的意义一定的意义。在在ph7，即，即中性时有利于吸附，中性时有利于吸附，在在ph5和和ph10时不易吸附。时不易吸附。 温度温度 ph（2）侵入侵入（penetration 或或 injection）侵入又称病毒内化，侵入又称病毒内化，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，它是一个病毒吸附后几乎立即发生，依赖于能量的感染步骤依赖于能量的感

9、染步骤。有伸缩尾的有伸缩尾的t偶数噬菌体：偶数噬菌体：注射方式注射方式将噬菌体核酸注入细胞将噬菌体核酸注入细胞（1）吸附后尾丝收缩；）吸附后尾丝收缩；（2）基板受到构象刺激，刺突固着；）基板受到构象刺激，刺突固着；（3）尾鞘中的蛋白质亚基移位，紧缩成原长的一半；）尾鞘中的蛋白质亚基移位，紧缩成原长的一半；（4）尾管推出并插入细胞壁和膜中，释放溶菌酶，水解胞壁产生小孔；）尾管推出并插入细胞壁和膜中，释放溶菌酶，水解胞壁产生小孔；（5）核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；）核酸通过中空的尾管压入胞内，蛋白质外壳留在胞外；尾丝吸附尾丝吸附刺突固着刺突固着尾鞘收缩尾鞘收缩尾管穿入尾管穿入

10、dna注入注入dna注入注入从吸附到侵入时间极短，只需从吸附到侵入时间极短，只需15 st偶数噬菌体的脱壳与侵入是一起发生的，偶数噬菌体的脱壳与侵入是一起发生的，但最终仅有病毒核酸及结合蛋白进入细胞，但最终仅有病毒核酸及结合蛋白进入细胞，蛋白质壳体留在细胞外。蛋白质壳体留在细胞外。病毒毒粒消失，失去原有的感染性，病毒毒粒消失，失去原有的感染性，进入潜隐期。进入潜隐期。病毒基因组的表达与复制存在着强烈的时序性病毒基因组的表达与复制存在着强烈的时序性病毒基因组病毒基因组进入宿主细胞内进入宿主细胞内宿主细胞的代谢发生改变宿主细胞的代谢发生改变病毒利用宿主的生物合成机构和场所，病毒利用宿主的生物合成机

11、构和场所，进行病毒核酸表达和复制，进行病毒核酸表达和复制，合成大量的病毒蛋白质和核酸。合成大量的病毒蛋白质和核酸。（3） 增殖（replication） 新合成的毒粒结构部件组装成完整的病毒颗粒，新合成的毒粒结构部件组装成完整的病毒颗粒，称病毒的称病毒的装配装配，亦称，亦称成熟成熟（maturation）。（4） 成熟成熟（maturation）主要包括：主要包括： 头部装配 无尾丝的尾部装配 头尾连接 装配尾丝至此，一个个成熟的大小相等的噬菌体粒子就装配完成了。至此，一个个成熟的大小相等的噬菌体粒子就装配完成了。dna分子的缩合分子的缩合通过衣壳包裹通过衣壳包裹dna而形成头部而形成头部尾部

12、除尾丝外的部件独立装配完成尾部除尾丝外的部件独立装配完成头头部部与与尾尾部部相相结结合合最最后后装装上上尾尾丝丝t4噬菌体的装配是一个噬菌体的装配是一个极为复杂的自我装配的过程极为复杂的自我装配的过程包括包括4个完全独立的亚装配途径：个完全独立的亚装配途径： 头部的装配；头部的装配； 无尾丝的尾部装配；无尾丝的尾部装配； 尾部与头部自发结合；尾部与头部自发结合； 单独装配的尾丝与前已装单独装配的尾丝与前已装 配好的颗粒相连。配好的颗粒相连。（5）裂解裂解（lysis） 当宿主细胞内的大量当宿主细胞内的大量子代噬菌体已成熟后，由子代噬菌体已成熟后，由于水解细胞膜的于水解细胞膜的脂肪酶脂肪酶和和水

13、解细胞壁的水解细胞壁的溶菌酶溶菌酶的作的作用，从细胞内部促进了细用，从细胞内部促进了细胞的裂解，从而实现了噬胞的裂解，从而实现了噬菌体的释放。菌体的释放。 随着时间的推移，细菌的数量变得越来随着时间的推移，细菌的数量变得越来越少，这是因为它们被病毒杀死了，这种现越少，这是因为它们被病毒杀死了，这种现象也称为象也称为“溶菌溶菌”现象。现象。 大量噬菌体吸附于大量噬菌体吸附于同一宿主细胞表面并同一宿主细胞表面并释放众多的溶菌酶，释放众多的溶菌酶，最终因外在的原因而最终因外在的原因而导致细胞裂解的现象导致细胞裂解的现象称之为自外裂解。称之为自外裂解。自外裂解是不能产生子代噬菌体的裂解方式。自外裂解是

14、不能产生子代噬菌体的裂解方式。自外裂解自外裂解（lysis from without）平均每一个宿主细胞裂解后平均每一个宿主细胞裂解后所产生的子代噬菌体数所产生的子代噬菌体数称作称作裂解量裂解量（burst size）。裂解期噬菌斑数（噬菌体的释放数）裂解期噬菌斑数（噬菌体的释放数）潜伏期噬菌斑数（感染噬菌体的细菌数）潜伏期噬菌斑数（感染噬菌体的细菌数） 裂解量裂解量 =吸附吸附侵入侵入早期：病毒特异性酶的合成早期：病毒特异性酶的合成病毒核酸复制病毒核酸复制病毒结构蛋白质合成病毒结构蛋白质合成装配装配释放释放病病毒毒大大分分子子合合成成t4 噬菌体的生命旅程噬菌体的生命旅程噢，一个倒霉的大肠杆

15、菌遇了噢，一个倒霉的大肠杆菌遇了t4 噬菌体！噬菌体！ 病毒马上抓住猎物不放，病毒马上抓住猎物不放，但是大肠杆菌体积是病毒的但是大肠杆菌体积是病毒的1 000倍。病毒怎么办呢？倍。病毒怎么办呢？请看：请看： 病毒的蛋白质外壳发挥病毒的蛋白质外壳发挥作用，将病毒的核酸物质注作用，将病毒的核酸物质注入大肠杆菌体内，请注意：入大肠杆菌体内，请注意：病毒的蛋白质外壳最后会被病毒的蛋白质外壳最后会被弃在寄主体外。弃在寄主体外。左图：病毒核酸链接入到寄主核酸链中左图：病毒核酸链接入到寄主核酸链中右图：病毒核酸链指挥大量复制自己右图：病毒核酸链指挥大量复制自己 病毒的核酸链病毒的核酸链（蓝色部分）（蓝色部分

16、）经过一系列作用，接入寄主经过一系列作用，接入寄主的核酸链的核酸链（橙色部分）（橙色部分）中，进而控制寄主的生命活动。利用中，进而控制寄主的生命活动。利用寄主本身的营养物质复制出成千上万的病毒核酸，同时新产寄主本身的营养物质复制出成千上万的病毒核酸，同时新产生的病毒核酸链生的病毒核酸链（黄色部分）（黄色部分）又指挥寄主的细胞，利用寄主又指挥寄主的细胞，利用寄主的营养物质大量地生产病毒外壳蛋白质，最后把外壳与病毒的营养物质大量地生产病毒外壳蛋白质，最后把外壳与病毒核酸一起装配成完整的新病毒。核酸一起装配成完整的新病毒。最后: 大肠杆菌破裂并死亡，释放出里面的大肠杆菌破裂并死亡，释放出里面的病毒，

17、新一代病毒开始新的生命旅程。病毒，新一代病毒开始新的生命旅程。烈性噬菌体的繁殖烈性噬菌体的繁殖效价效价（titre titer）：）：表示每毫升试样中所含有表示每毫升试样中所含有 的具侵染性的噬菌体粒子的具侵染性的噬菌体粒子 数，又称数，又称噬菌斑形成单位噬菌斑形成单位 数数（plaque-forming unit， pfu）或或感染中心数感染中心数（in- fective centre）。）。精确的测定方法：双层平板法（精确的测定方法：双层平板法（two layer plating method）2. 噬菌体效价的测定噬菌体效价的测定常用且精确的测定方法：常用且精确的测定方法：双层平板法双层

18、平板法（two layer plating method）测定效价的方法双双层层平平板板法法底层平板（底层平板（2琼脂培养基琼脂培养基10 ml）上层平板上层平板上层培养基（上层培养基（1琼脂培养基琼脂培养基5 ml）宿主菌悬液（对数期菌液宿主菌悬液（对数期菌液0.2 ml）噬菌体试样（合适稀释液噬菌体试样（合适稀释液0.1 ml）混混匀匀37371010余小时余小时计数噬菌斑计数噬菌斑 双层平板法主要有以下几个优点：双层平板法主要有以下几个优点： 底层培养基，弥补玻璃皿底面不平的的缺陷；底层培养基，弥补玻璃皿底面不平的的缺陷； 全部噬菌斑都处于同一平面上，每一噬菌斑全部噬菌斑都处于同一平面上

19、，每一噬菌斑 的大小接近，边缘清晰，且不发生上下噬菌的大小接近，边缘清晰，且不发生上下噬菌 斑重叠的现象；斑重叠的现象； 上层培养基中琼脂较稀，形成的噬菌斑较大，上层培养基中琼脂较稀，形成的噬菌斑较大， 更有利于计数。更有利于计数。3. 3. 一步生长曲线一步生长曲线 定量描述烈性噬菌体生长规律的实验定量描述烈性噬菌体生长规律的实验曲线，称作曲线，称作一步生长曲线或一级生长曲线一步生长曲线或一级生长曲线（one step growth curve）。t4噬噬菌菌体体的的一一步步生生长长曲曲线线反映每种噬菌体的反映每种噬菌体的三个最重要的特性参数三个最重要的特性参数 ： 潜伏期潜伏期（laten

20、t phase）裂解期裂解期（rise phase）裂解量裂解量（burst size）噬菌体的一步生长曲线（1）潜伏期潜伏期（latent phase）（2）裂解期裂解期（rise phase）（3）平稳期平稳期（plateau） 指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至指噬菌体的核酸侵入宿主细胞后至第一个噬菌体粒子装配前的一段时间。第一个噬菌体粒子装配前的一段时间。（1）潜伏期潜伏期（latent phase）整段潜伏期中整段潜伏期中没有一个成熟的噬菌体粒子没有一个成熟的噬菌体粒子从细胞中释放出来从细胞中释放出来（2）裂解期裂解期（rise phase） 紧接在潜伏期后的一段宿主细胞紧接在潜伏期后的

21、一段宿主细胞迅速裂解、溶液中噬菌体粒子急剧增迅速裂解、溶液中噬菌体粒子急剧增多的一段时间。多的一段时间。（3）平稳期平稳期（plateau） 指感染后的宿主已全部裂解，溶液指感染后的宿主已全部裂解，溶液中噬菌体效价达到最高点后的时期。中噬菌体效价达到最高点后的时期。 温和噬菌体侵入相应宿主细胞后，由于前者的温和噬菌体侵入相应宿主细胞后，由于前者的基因组整合到后者的基因组上，并随后者的复制而基因组整合到后者的基因组上，并随后者的复制而进行同步复制，因此，这种温和噬菌体的侵入进行同步复制，因此，这种温和噬菌体的侵入并不引起宿主细胞裂解并不引起宿主细胞裂解，此即称此即称溶源性溶源性或或溶源现象溶源现

22、象。4. 溶源性（溶源性（lysogeny） 凡吸附并侵入细胞后，凡吸附并侵入细胞后，噬菌体的噬菌体的dna只整合只整合在宿主的核染色体组上在宿主的核染色体组上，并可长期随宿主，并可长期随宿主dna的的复制而进行同步复制，因而在一般情况下不进行复制而进行同步复制，因而在一般情况下不进行增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体，称增殖和引起宿主细胞裂解的噬菌体，称温和噬菌体温和噬菌体（temperate phage）或或溶源噬菌体溶源噬菌体（lysogenic phage）。）。（1 1）溶源噬菌体）溶源噬菌体（lysogenic phage） 当温和噬菌体侵入其敏感宿主的当温和噬菌体侵入其敏感宿主的细胞

23、后，前者的核酸可整合到后者的细胞后，前者的核酸可整合到后者的核基因组（核基因组（genome，即核染色体）上，即核染色体）上，这种处于这种处于整合态的噬菌体核酸整合态的噬菌体核酸，称，称作作原噬菌体原噬菌体（prophage）。）。（2 2）原噬菌体（）原噬菌体（prophage）游离态游离态指成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子；指成熟后被释放并有侵染性的游离噬菌体粒子；整合态整合态指已整合在宿主基因组上的原噬菌体（指已整合在宿主基因组上的原噬菌体（prophage）状态；状态；营养态营养态指原噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主核指原噬菌体经外界理化因子诱导后，脱离宿主核基因组而处于积极

24、复制、合成和装配的状态。基因组而处于积极复制、合成和装配的状态。（3 3）温和噬菌体的三种存在形式）温和噬菌体的三种存在形式温和噬菌体的种类很多，温和噬菌体的种类很多，常见的有常见的有 e.coli 的的、mu-1、p1 和和 p2 噬菌体等。噬菌体等。e.coli的的噬菌体噬菌体e.coli 的的p2噬菌体噬菌体进入宿主后线状基因组进入宿主后线状基因组依靠粘性末端环化依靠粘性末端环化e.coli 的的噬菌体噬菌体噬噬菌菌体体的的溶溶源源性性反反应应通过特定位点整合通过特定位点整合（切离）细菌染色体（切离）细菌染色体 凡能引起溶源性的噬菌体即称温和噬菌体，凡能引起溶源性的噬菌体即称温和噬菌体，

25、而其而其宿主宿主就称就称溶源菌溶源菌（lysogen 或或 lysogenic bacteria）。）。（4 4）溶源菌溶源菌溶源菌是一类能与温和噬菌体长期共存，溶源菌是一类能与温和噬菌体长期共存，一般不会出现有害影响的宿主细胞。一般不会出现有害影响的宿主细胞。（5 5）溶源菌的显著特性溶源菌的显著特性 溶源性是溶源菌的一个极稳定的遗传特性溶源性是溶源菌的一个极稳定的遗传特性 自发裂解（自发裂解（spontaneous lysis） 诱发裂解（诱发裂解（induction lysis ） 免疫性（免疫性（immunity） 复愈复愈 溶源转变（溶源转变（lysogenicn conversio

26、n）整合于细菌染色体或以质粒形成存在的温和噬菌体整合于细菌染色体或以质粒形成存在的温和噬菌体基因组称做原噬菌体基因组称做原噬菌体（prophage）在原噬菌体阶段，噬菌体的复制被抑制，宿主细胞在原噬菌体阶段，噬菌体的复制被抑制，宿主细胞正常地生长繁殖，而噬菌体基因组与宿主细菌染色正常地生长繁殖，而噬菌体基因组与宿主细菌染色体同步复制，并随细胞分裂而传递给子代细胞。体同步复制，并随细胞分裂而传递给子代细胞。细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组细胞中含有以原噬菌体状态存在的温和噬菌体基因组的细菌称做溶源性细菌（的细菌称做溶源性细菌（lysogenic bacteria）溶源性细菌经自发裂

27、解或诱发裂解，进入裂解循环溶源性细菌经自发裂解或诱发裂解，进入裂解循环噬菌体的溶源性循环噬菌体的溶源性循环吸附吸附侵入侵入增殖增殖成熟成熟裂解裂解整合整合同步复制同步复制自发或诱导自发或诱导多次循环多次循环裂解性循环裂解性循环溶溶源源性性循循环环烈性噬菌体与温和噬菌体的生活史比较：烈性噬菌体与温和噬菌体的生活史比较：（6 6）溶源菌的识别溶源菌的识别敏感性指示菌：敏感性指示菌： 遇溶源菌裂解后所释放的温和噬菌体遇溶源菌裂解后所释放的温和噬菌体 会发生裂解循环者。会发生裂解循环者。第一步：少量溶源菌与大量的第一步：少量溶源菌与大量的 敏感性指示菌相混合敏感性指示菌相混合第二步第二步: :与上层琼

28、脂培养基混匀与上层琼脂培养基混匀 后倒在已经凝固的底层后倒在已经凝固的底层 营养琼脂培养基上营养琼脂培养基上第三步：经培养后溶源菌就一一第三步：经培养后溶源菌就一一长成菌落。长成菌落。第四步：观察平皿形成了一个个中央有溶源菌的第四步：观察平皿形成了一个个中央有溶源菌的 小菌落，四周有透明圈围着的这种独特小菌落，四周有透明圈围着的这种独特 噬菌斑。噬菌斑。 植物病毒大多为植物病毒大多为 ssrna 病毒病毒，基本，基本形态为杆状、丝状和球状（二十面体），形态为杆状、丝状和球状（二十面体），一般无包膜。一般无包膜。 植物病毒对宿主的专一性通常较差。植物病毒对宿主的专一性通常较差。例如，例如，tmv

29、可侵染十余科、百余种草本可侵染十余科、百余种草本和木本植物。和木本植物。 （二）（二） 植物病毒植物病毒 因叶绿体被破坏或不能合成新的叶绿素，因叶绿体被破坏或不能合成新的叶绿素， 而引起花叶、黄化或红化等症状；而引起花叶、黄化或红化等症状；植物患病毒病后，主要出现三类症状：植物患病毒病后，主要出现三类症状： 植株发生矮化、丛枝或畸形等；植株发生矮化、丛枝或畸形等； 形成枯斑或坏死等症状。形成枯斑或坏死等症状。rtyv 引起的水稻黄叶病引起的水稻黄叶病cmv引起的蕨叶症引起的蕨叶症烟烟草草花花叶叶病病毒毒病病msdv引起的玉米条纹矮缩病引起的玉米条纹矮缩病玉玉米米条条纹纹矮矮缩缩病病黄萎病病毒黄

30、萎病病毒洋葱黄萎病洋葱黄萎病植物病毒病 植物病毒一般无特殊吸附结构，植物病毒一般无特殊吸附结构，只能以只能以被动方式侵入被动方式侵入，通过人为的通过人为的或自然的机械损伤所形成的或自然的机械损伤所形成的微伤口微伤口进入细胞；或者靠携带有病毒的媒进入细胞；或者靠携带有病毒的媒介，主要靠是有介，主要靠是有刺吸式口器的昆虫刺吸式口器的昆虫（蚜虫、叶蝉和飞虱等半翅目昆虫）（蚜虫、叶蝉和飞虱等半翅目昆虫）取食将病毒带入细胞。取食将病毒带入细胞。植物病毒的侵入 植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或植物病毒一旦进入细胞后，增殖产生的子代病毒或病毒核酸可通过病毒编码的病毒核酸可通过病毒编码的运动蛋白运

31、动蛋白（movement protein）与与胞间连丝的相互作用胞间连丝的相互作用从受染细胞进入邻近细胞而实现从受染细胞进入邻近细胞而实现病毒粒的扩散和传播。病毒粒的扩散和传播。植物病毒的扩散 与噬菌体不同的是，植物病毒必须在侵入宿主与噬菌体不同的是，植物病毒必须在侵入宿主细胞后才脱去蛋白质衣壳，这一过程称为细胞后才脱去蛋白质衣壳，这一过程称为脱壳脱壳（encoating 或或 uncoating）。植物病毒在其植物病毒在其核酸复制核酸复制和和衣壳蛋白合成衣壳蛋白合成的基础上，的基础上，即可进行病毒粒装配。即可进行病毒粒装配。 1986年，年，powell abel等报道，通过转等报道，通过转

32、 tbsv 基基因植物基因工程技术将因植物基因工程技术将烟烟草花叶病毒（草花叶病毒（tmv）外壳外壳蛋白基因蛋白基因（coat protein，cp）转化烟草，获得高表达外转化烟草，获得高表达外壳蛋白的转基因烟草植株。壳蛋白的转基因烟草植株。这些转基因烟草表现出对这些转基因烟草表现出对tmv侵染的抗性。侵染的抗性。转基因烟草对黄瓜花叶病毒转基因烟草对黄瓜花叶病毒（cmv）的抗性的抗性左：对照；右：转基因烟草左：对照；右：转基因烟草 这一工作首次证明，表达病毒外壳蛋白这一工作首次证明，表达病毒外壳蛋白的转基因植物可获得抗病作用，由此确立了的转基因植物可获得抗病作用，由此确立了抗病毒植物基因工程这

33、一新领域，为植物病抗病毒植物基因工程这一新领域，为植物病毒病的防治开辟了一条崭新的途径。毒病的防治开辟了一条崭新的途径。 在人类、哺乳动物、禽类、两栖类、爬在人类、哺乳动物、禽类、两栖类、爬行类和鱼类等各种脊椎动物中，广泛存在着行类和鱼类等各种脊椎动物中，广泛存在着相应的病毒。相应的病毒。 与人类健康有关的病毒超过与人类健康有关的病毒超过300300种，与其种，与其他脊椎动物有关的病毒超过他脊椎动物有关的病毒超过900900种。种。（三）（三） 人类和脊椎动物病毒人类和脊椎动物病毒流行性感冒（流感）流行性感冒（流感）乙型肝炎（乙肝）乙型肝炎（乙肝）天花天花严重急性呼吸综合症（严重急性呼吸综合症

34、（sars 又称传染又称传染 性非典型肺炎）性非典型肺炎）脊髓灰质炎（小儿麻痹症）脊髓灰质炎（小儿麻痹症）水疱性皮疹水疱性皮疹狂犬病狂犬病艾滋病等艾滋病等 1.1.常见的病毒病常见的病毒病 例如，例如，2. 肿瘤肿瘤 在人类的在人类的恶性肿瘤恶性肿瘤中，有中，有1520%是由于病毒的感染而诱发的。是由于病毒的感染而诱发的。 1933年理查德年理查德毕肖普毕肖普（richard bishope）发现发现了第一个了第一个dna肿瘤病毒即肿瘤病毒即兔乳头瘤病毒兔乳头瘤病毒。 sv40 是实验室常用作是实验室常用作研究分子病毒学的重要工具，研究分子病毒学的重要工具，它是在用猴肾细胞培养制备它是在用猴肾

35、细胞培养制备脊髓灰质炎疫苗时发现的。脊髓灰质炎疫苗时发现的。 1960年又从猴肾细胞年又从猴肾细胞中找到一种中找到一种 猴空泡病毒猴空泡病毒40（sv40）。）。 研究表明，至少有研究表明，至少有3 3种病毒与人类肿瘤种病毒与人类肿瘤有密切关系。有密切关系。肝炎病毒（肝炎病毒（hbv、hcv）爱泼斯坦爱泼斯坦-巴尔病毒（巴尔病毒（ebv）人乳头瘤病毒（人乳头瘤病毒（hpv）肝细胞癌肝细胞癌伯基特淋巴瘤、鼻咽癌伯基特淋巴瘤、鼻咽癌宫颈癌宫颈癌 1980年曾发现年曾发现人类嗜人类嗜t细胞病毒细胞病毒（htlv）与与人类某些人类某些淋巴细胞性白血病淋巴细胞性白血病的关系，使人类肿瘤的关系，使人类肿瘤

36、病毒病因学获得巨大突破。病毒病因学获得巨大突破。白血病患者血液中的癌细胞（三个颜色深的）白血病患者血液中的癌细胞（三个颜色深的）禽、畜等动物的病毒病普遍且危害严重。禽、畜等动物的病毒病普遍且危害严重。例如，猪瘟、牛瘟、兔的乳头状瘤、例如，猪瘟、牛瘟、兔的乳头状瘤、 口蹄疫、鸡瘟、鸡新城疫、口蹄疫、鸡瘟、鸡新城疫、 马传染性病毒病和劳氏肉瘤等。马传染性病毒病和劳氏肉瘤等。 鸡新城疫鸡新城疫猪瘟猪瘟 世界上已证实的人畜共患病约有世界上已证实的人畜共患病约有200200种，种，其中较重要的有其中较重要的有8989种，种，病毒病病毒病2727种种。人畜共患病人畜共患病（zoonosis）人类和脊椎动物

37、之间自然传播的疾病和感染。人类和脊椎动物之间自然传播的疾病和感染。例如，流行性乙型脑炎、口蹄疫、西部马脑炎、例如，流行性乙型脑炎、口蹄疫、西部马脑炎、 委内瑞拉马脑炎、狂犬病、禽流感等。委内瑞拉马脑炎、狂犬病、禽流感等。禽流感禽流感（avian influenza）是由是由a a型流感病毒型流感病毒引起的一种引起的一种禽类感染或疾病综合征，禽类感染或疾病综合征，易在禽鸟间散播，可引致易在禽鸟间散播，可引致家禽大量死亡，对家禽业家禽大量死亡，对家禽业带来不可估量的破坏。带来不可估量的破坏。 1997年，香港发生全世界第一宗人类受年，香港发生全世界第一宗人类受h5型禽流感型禽流感感染病例，原本只影

38、响鸡的病毒亦令人类患病。受影响感染病例，原本只影响鸡的病毒亦令人类患病。受影响的人数为的人数为18人，其中人，其中6人死亡人死亡。 口蹄疫口蹄疫是由是由口蹄疫病毒口蹄疫病毒感染引起的偶蹄动物共患的急感染引起的偶蹄动物共患的急性、热性、接触性传染病，最性、热性、接触性传染病，最易感染的动物是黄牛、水牛、易感染的动物是黄牛、水牛、猪、羊、鹿等。猪、羊、鹿等。 患口蹄疫的动物会出现发热、跛行和在皮肤与皮肤粘膜患口蹄疫的动物会出现发热、跛行和在皮肤与皮肤粘膜上出现泡状斑疹等症状。人受到口蹄疫病毒传染，经过上出现泡状斑疹等症状。人受到口蹄疫病毒传染，经过218天的潜伏期后突然发病，表现为发烧，口腔干热，

39、唇、齿龈、天的潜伏期后突然发病，表现为发烧，口腔干热，唇、齿龈、舌边、颊部、咽部潮红，出现水疱（手指尖、手掌、脚趾），舌边、颊部、咽部潮红，出现水疱（手指尖、手掌、脚趾），同时伴有头痛、恶心、呕吐或腹泻。同时伴有头痛、恶心、呕吐或腹泻。 复旦大学生命科学院、上海农科院畜牧复旦大学生命科学院、上海农科院畜牧所、浙江农科院病毒所和中国农科院兰州兽所、浙江农科院病毒所和中国农科院兰州兽医所，经过医所，经过1818年潜心攻关，已成功研制出抗年潜心攻关，已成功研制出抗口蹄疫基因工程疫苗口蹄疫基因工程疫苗 “抗猪抗猪o o型口蹄疫基因工程疫苗型口蹄疫基因工程疫苗”dsdna 和和 ssdna 病毒病毒3.

40、3.脊椎动物病毒核酸的类型脊椎动物病毒核酸的类型有包膜病毒有包膜病毒无包膜病毒无包膜病毒dsrna 和和 ssrna 病毒病毒核酸类型核酸类型包膜有无包膜有无（1）吸附（刺突） （2）侵入（胞饮、胞膜溶入细胞膜或特异受体的转移） （3）脱壳 （4）增殖 （核酸复制和衣壳蛋白的生物合成） （5）成熟（装配） （6）释放 （形成大量有侵染力的子代病毒）4.4.人类和脊椎动物病毒的增殖过程人类和脊椎动物病毒的增殖过程 已知的昆虫病毒有已知的昆虫病毒有1 671种，其中种，其中80以上以上都是农、林业中常见的鳞翅目害虫的病原体，都是农、林业中常见的鳞翅目害虫的病原体，因此是害虫生物防治中的巨大资源库。

41、因此是害虫生物防治中的巨大资源库。（四）（四） 昆虫病毒昆虫病毒 多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下呈多数昆虫病毒可在宿主细胞内形成光镜下呈多角形的多角形的包涵体包涵体，称为，称为多角体多角体（polyhedron）。 多角体在细胞核或细胞质内形成，成分为多角体在细胞核或细胞质内形成，成分为碱溶性结晶蛋白碱溶性结晶蛋白，其内包裹着数目不等的病毒粒。，其内包裹着数目不等的病毒粒。功能：功能：保护病毒粒免受外界不良环境的破环。保护病毒粒免受外界不良环境的破环。包包涵涵体体多多角角体体昆虫病毒的种类主要有昆虫病毒的种类主要有3 3种种 核型多角体病毒核型多角体病毒 （nuclear polyhed

42、rosis virus，npv） 质型多角体病毒质型多角体病毒 （cytoplasmic polyhedrosis virus，cpv） 颗粒体病毒颗粒体病毒 （granulosis virus，gv） 核型多角体病毒核型多角体病毒 （nuclear polyhedrosis virus，npv） 这是一类在昆虫细胞核内增殖的、具有这是一类在昆虫细胞核内增殖的、具有蛋白质包涵体的杆状病毒，数量最多。蛋白质包涵体的杆状病毒，数量最多。核型多角体核型多角体杆状病毒粒子杆状病毒粒子 质型多角体病毒质型多角体病毒 （cytoplasmic polyhedrosis virus，cpv） 这是一类在昆虫

43、细胞质内增殖的、这是一类在昆虫细胞质内增殖的、可形成蛋白质包涵体的球状病毒。可形成蛋白质包涵体的球状病毒。 颗粒体病毒颗粒体病毒 （granulosis virus，gv） 这是一类具有蛋白质包涵体，而每个包这是一类具有蛋白质包涵体，而每个包涵体内通常仅含一个病毒粒的昆虫杆状病毒。涵体内通常仅含一个病毒粒的昆虫杆状病毒。病毒核酸为病毒核酸为dsdna。本节小结本节小结1. 1. 病毒是侵害各种生物的分子病原体病毒是侵害各种生物的分子病原体真病毒真病毒亚病毒亚病毒类病毒类病毒拟病毒拟病毒朊病毒朊病毒非非细细胞胞生生物物2. 2. 病毒的基本结构病毒的基本结构衣壳（蛋白质外壳）核心（核酸）dna：dna病毒rna：rna病毒只含有其中一种核酸核衣壳3. 3. 病毒的形态病毒的形态对对称称体体制制螺旋对称螺旋对称二十面体对称二十面体对称复合对称复合对称4. 4. 病毒的繁殖过程病毒的繁殖过程 （t t偶数噬菌体为例）偶数噬菌体为例）一般分为一般分为5 5个阶段，即个阶段，即吸附吸附 侵入侵入 增殖增殖（复制与生物合成）（复制与生物合成） 成熟成熟（装配）（装配）