第四章 植物病毒

1、整理ppt第四章第四章 植物病毒植物病毒 病毒病毒（virus）:是一组（一种或一种以上）被包围在蛋白或脂蛋白外壳是一组（一种或一种以上）被包围在蛋白或脂蛋白外壳内的内的DNA或或RNA核酸分子核酸分子。在合适的寄主细胞内借助于寄主蛋白合成在合适的寄主细胞内借助于寄主蛋白合成体系、物质和能量来完成自身的复制体系、物质和能量来完成自身的复制 ，并伴随核酸突变而发生变异。，并伴随核酸突变而发生变异。主要特征：主要特征：结构简单的结构简单的（核酸（核酸+蛋白或脂蛋白衣壳）蛋白或脂蛋白衣壳）；严格专性寄严格专性寄生的生的（依赖寄主的核酸和蛋白质合成系统）（依赖寄主的核酸和蛋白质合成系统）；非细胞生物非

2、细胞生物（分子寄生（分子寄生物）。物）。 根据病毒的寄主类型，习惯上将病毒划归为下列几大类群：根据病毒的寄主类型，习惯上将病毒划归为下列几大类群：寄生植物的称为寄生植物的称为植物病毒植物病毒（plant virus）；寄生动物的称为寄生动物的称为动物病毒动物病毒（animal virus）；医学病毒医学病毒（人类病毒）（人类病毒）；真菌病毒真菌病毒；寄生细菌的称为寄生细菌的称为噬菌体噬菌体（细菌病毒（细菌病毒 bacteriophage）。第一节第一节 概述概述一、病毒的定义整理ppt二、病毒与人类的关系有害方面：有益方面：引起人类疾病引起人类疾病（天花、爱滋病、非典型肺炎、肝炎、流（天花、爱

3、滋病、非典型肺炎、肝炎、流感、小儿麻痺等）感、小儿麻痺等）。引起畜禽疾病引起畜禽疾病（狂犬病、口蹄疫、猪瘟、牛瘟、鸡瘟、（狂犬病、口蹄疫、猪瘟、牛瘟、鸡瘟、鸭瘟）鸭瘟）。引起植物病害引起植物病害。用作基因工程的载体或元件用作基因工程的载体或元件。有害生物控制有害生物控制（害虫、真菌及杂草生防）（害虫、真菌及杂草生防）。环境保护环境保护（利用藻类病毒消除水面藻类污染）（利用藻类病毒消除水面藻类污染）。花卉增色花卉增色（金心黄杨、金边瑞香、杂色郁金香）。（金心黄杨、金边瑞香、杂色郁金香）。整理ppt非典型肺炎非典型肺炎”元凶元凶冠状病毒冠状病毒整理ppt非典型肺炎非典型肺炎”元凶元凶冠状病毒冠状病

4、毒（单个放大的）（单个放大的）整理ppt 目前已研究和命名的植物病毒达目前已研究和命名的植物病毒达1000多种，其中许多为重要的植物病原，多种，其中许多为重要的植物病原，其所造成的损失仅次于真菌病害其所造成的损失仅次于真菌病害。如：。如： 水稻东格鲁病水稻东格鲁病（Rice tungro）在东南亚一些国家是最具有毁灭性的病毒病，上在东南亚一些国家是最具有毁灭性的病毒病，上世纪中期仅菲律宾每年因此病所致的稻谷损失即达世纪中期仅菲律宾每年因此病所致的稻谷损失即达140万吨；万吨； 水稻矮缩病水稻矮缩病（Rice dwarf）于于19世纪末在日本一些地区流行，曾因此饿死世纪末在日本一些地区流行，曾因

5、此饿死1万多万多人；人； 在我国北方麦区间歇性暴发的小麦黄矮病在我国北方麦区间歇性暴发的小麦黄矮病（Barley yellow dwarf）平均造成平均造成30%的的产量损失。在油菜上，因病毒病造成的产量损失常年达产量损失。在油菜上，因病毒病造成的产量损失常年达2030%。 甜菜曲顶病甜菜曲顶病（Beet curly top）、香蕉束顶病、香蕉束顶病（Banana bunchy top）等几乎对一些产区等几乎对一些产区造成了毁灭性打击。造成了毁灭性打击。 小麦黄矮病小麦黄矮病整理ppt三、病毒在生物中的地位生生物物细胞生物细胞生物分子生物分子生物原核生物原核生物界真核生物动物界植物界菌物界原生

6、生物界病毒界？真病毒亚病毒类病毒拟病毒朊病毒整理ppt 公元公元10世纪（北宋），人工免疫预防天花（中国）。世纪（北宋），人工免疫预防天花（中国）。 1798，英国人，英国人Edward Jenner发明牛痘疫苗。发明牛痘疫苗。 1576，荷兰人，荷兰人Charles de Lieclase描述郁金香杂色花。描述郁金香杂色花。“郁金香热郁金香热”。一株郁金香（球根）：数头牛、猪、绵羊；几顿谷物；上千磅奶酪；一一株郁金香（球根）：数头牛、猪、绵羊；几顿谷物；上千磅奶酪；一个磨坊。个磨坊。 1886年，德国人梅耶尔年，德国人梅耶尔（Mayear）证明烟草花叶病证明烟草花叶病（TMV）具有传染性具有

7、传染性（认为是细菌）（认为是细菌）。 1892年，俄国人伊凡诺夫斯基年，俄国人伊凡诺夫斯基（Ivanowski）发现烟草花叶病病原发现烟草花叶病病原（TMV）可以通过细菌过滤器可以通过细菌过滤器（认为是微小细菌）（认为是微小细菌）。 1898年，荷兰人伯杰林克年，荷兰人伯杰林克（Beijerinck）重复上述研究，提出病原不是细重复上述研究，提出病原不是细菌，而是菌，而是“可过滤性病毒可过滤性病毒” 。提出。提出“病毒病毒”概念，被称为概念，被称为“病毒学之病毒学之父父” 。四、植物病毒学发展简史1、病毒的发现整理ppt整理ppt2 2、对病毒本质的认识、对病毒本质的认识（病毒理化特性） 19

8、35年，美国的斯坦利年，美国的斯坦利（Stanley）提纯提纯TMV结晶，于结晶，于1946年获诺年获诺贝尔化学奖。贝尔化学奖。 1936年，英国的鲍登年，英国的鲍登（Bawden）发现发现TMV含有含有95%的蛋白质和的蛋白质和5%的的RNA。 1939年，美国的凯奇年，美国的凯奇（Kausche）获得第一张获得第一张TMV电镜照片。电镜照片。 1944年，美国的斯克诺定尔年，美国的斯克诺定尔（Schrodinger）发表了发表了“What is Life?”小册子。小册子。3 3、近代分子生物学时期、近代分子生物学时期 1956年，年，Gierer，Fraenkel-conral等证明等证

9、明TMV的的RNA具有侵染性。具有侵染性。 1971年，年，Diener发现类病毒。发现类病毒。 1982年，年，Prusiner发现朊病毒，获发现朊病毒，获1997年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。4 4、现代分子生物学时期、现代分子生物学时期 1985年，年，Powell等获得首例转等获得首例转TMV CP基因烟草。基因烟草。整理ppt五、植物病毒学发展现状与热点问题1 1、病毒基因组及基因功能研究；、病毒基因组及基因功能研究；2 2、病毒与寄主植物相互关系研究；、病毒与寄主植物相互关系研究；3 3、生物技术（转基因）培育抗病品种；、生物技术（转基因）培育抗病品种；4 4、病毒作为基因工程载体及载体

10、元件的研究。、病毒作为基因工程载体及载体元件的研究。 由于分子生物学的发展和电子显微镜的进步，对由于分子生物学的发展和电子显微镜的进步，对植物病毒的形态、结构、生物学特性及理化特性都有深植物病毒的形态、结构、生物学特性及理化特性都有深入的研究。近年来对植物病毒的研究已进入分子水平，入的研究。近年来对植物病毒的研究已进入分子水平，内容包括：内容包括： 整理ppt病毒粒体病毒粒体：是病毒的基本存在形式（形态）。：是病毒的基本存在形式（形态）。病毒粒体的形态微小病毒粒体的形态微小，只有在放大数万倍的电镜下才能观察到，其，只有在放大数万倍的电镜下才能观察到，其度量单位通常采用纳米（度量单位通常采用纳米

11、（nm，1nm=10-9m）。）。植物病毒粒体形态植物病毒粒体形态主要有：主要有：球状、线状、杆状、弹状、双联体状、球状、线状、杆状、弹状、双联体状、丝线状、柔软不定形丝线状、柔软不定形等。等。第二节第二节 植物病毒的一般性状植物病毒的一般性状一、植物病毒的形态整理ppt许多植物病毒由不只一种粒体构成许多植物病毒由不只一种粒体构成。 烟草脆裂病毒有两种杆状粒体烟草脆裂病毒有两种杆状粒体，长的一种为，长的一种为19525 nm，短的一种为，短的一种为4311025 nm； 苜蓿花叶病毒有苜蓿花叶病毒有5种粒体组分种粒体组分：大小为：大小为5818、5418、4218、3018、1810 nm。

12、一些球状病毒也有多种粒体组分，但这些粒体形态相同，只是其中所一些球状病毒也有多种粒体组分，但这些粒体形态相同，只是其中所包含的核酸含量不同而重量存在差异。包含的核酸含量不同而重量存在差异。 这些病毒被称为这些病毒被称为多分体病毒多分体病毒（multicomponent virus），必需有多种病毒粒，必需有多种病毒粒体组分同时侵染寄主细胞，才能增殖并完成其生物学功能。体组分同时侵染寄主细胞，才能增殖并完成其生物学功能。 二、植物病毒的结构 植物病毒粒体植物病毒粒体主要主要含有核酸和蛋白两大部含有核酸和蛋白两大部分分。中间为核酸芯中间为核酸芯（RNA或或DNA），外部有外壳外部有外壳蛋白蛋白（C

13、oat Protein，CP）包被形成衣壳包被形成衣壳，少数病，少数病毒 在 蛋 白 衣 壳 外 面 还 包 被 一 层 那 囊 膜毒 在 蛋 白 衣 壳 外 面 还 包 被 一 层 那 囊 膜（envelope），称为包膜病毒，称为包膜病毒,如植物弹状病毒。如植物弹状病毒。植物病毒粒体植物病毒粒体整理ppt 杆状或线状病毒：杆状或线状病毒：蛋白质亚基螺旋状排列，中间蛋白质亚基螺旋状排列，中间是一个由核酸构成的空心管子，核酸也呈螺旋状排列，嵌是一个由核酸构成的空心管子，核酸也呈螺旋状排列，嵌入到螺旋状排列的蛋白质亚基内端。如，入到螺旋状排列的蛋白质亚基内端。如，TMV杆状粒体。杆状粒体。整理p

14、ptTMV结构模式图结构模式图整理ppt TMV：含含2130个蛋白质亚基；排成个蛋白质亚基；排成130圈；每圈；每3圈一个周期，圈一个周期，49个亚基个亚基/3圈；圈；2.3nm亚基间隔亚基间隔/圈。病毒粒体直径圈。病毒粒体直径18nm，核酸链直径，核酸链直径8nm。整理ppt 球状病毒：球状病毒：蛋白质亚基镶嵌在粒体表面蛋白质亚基镶嵌在粒体表面，构成多面体形构成多面体形，内心是病毒的核酸内心是病毒的核酸；球状病毒并非光滑的球体，；球状病毒并非光滑的球体，而是多面体而是多面体（多为二（多为二十面体）十面体），由多个正三角形组合而成由多个正三角形组合而成。 整理ppt 植物病毒的主要成份是核酸

15、和蛋白质，有些还含有少量的金植物病毒的主要成份是核酸和蛋白质，有些还含有少量的金属离子、多胺和水等。属离子、多胺和水等。三、植物病毒组分及其生物学功能（一）核酸（一）核酸 核酸是病毒遗传信息的载体核酸是病毒遗传信息的载体，植物病毒粒体的基因组主要在核酸，植物病毒粒体的基因组主要在核酸中，有些含中，有些含mRNA。一套基因组含有病毒侵染、复制、运转、传播等一套基因组含有病毒侵染、复制、运转、传播等生命活动所需的全部基因生命活动所需的全部基因，决定病毒的增殖、生物学特性及致病性决定病毒的增殖、生物学特性及致病性等。等。 植物病毒基因组所包含的基因数目植物病毒基因组所包含的基因数目从一个从一个（卫星

16、病毒）（卫星病毒）至十二个至十二个（植物呼肠孤病毒）（植物呼肠孤病毒），一般有一般有47个基因个基因，分子量从，分子量从0.4106d到到15.5106d，通常，通常有外壳蛋白基因、复制酶基因及运动蛋白基因有外壳蛋白基因、复制酶基因及运动蛋白基因等。等。大大部分植物病毒基因组能编码部分植物病毒基因组能编码47种蛋白质种蛋白质。 整理ppt1 1、植物病毒的核酸类型、植物病毒的核酸类型 植物病毒的基因组多数为核糖核酸植物病毒的基因组多数为核糖核酸（RNA），少数为脱氧核糖核，少数为脱氧核糖核酸酸（DNA）。根据核酸性质及功能，可将植物病毒基因组分为下列。根据核酸性质及功能，可将植物病毒基因组分为

17、下列5种类型种类型： （1）正单链）正单链RNA（+ssRNA） 单链单链RNA具有侵染性具有侵染性，可以直接翻译蛋白可以直接翻译蛋白，起起mRNA的作用的作用。大。大部分重要植物病毒的基因组属这一类型。部分重要植物病毒的基因组属这一类型。占占70%以上以上，如，如TMV，CMV，PVY；多分体病毒等。；多分体病毒等。（2）负单链）负单链RNA（-ssRNA） 病毒粒体中的单链病毒粒体中的单链RNA不具侵染性不具侵染性，必需先转录成互补链，才能必需先转录成互补链，才能翻译蛋白翻译蛋白。植物弹状病毒的基因组属这一类型。如小麦丛矮病毒。植物弹状病毒的基因组属这一类型。如小麦丛矮病毒。（3）双链）双

18、链RNA（dsRNA） 其中其中一条链具有一条链具有mRNA的作用的作用。负链转录出正链才能作为负链转录出正链才能作为mRNA翻译蛋白翻译蛋白。植物呼肠孤病毒的基因组属这一类型。植物呼肠孤病毒的基因组属这一类型。 水稻矮缩病毒。水稻矮缩病毒。整理ppt（4）单链）单链DNA（ssDNA） 联体病毒科联体病毒科（Geminiviridae）病毒含有这种类型基因组，病毒含有这种类型基因组，复制时单链复制时单链DNA先合成双链先合成双链DNA，再以常规途径转录生成，再以常规途径转录生成mRNA。（5）双链）双链DNA（dsDNA） 核酸类型与高等动、植物的相同，核酸类型与高等动、植物的相同，为互补的

19、双链为互补的双链DNA，花椰菜花，花椰菜花叶病毒属叶病毒属（Caulimovirus）、杆状、杆状DNA病毒属病毒属（Badnavirus）具有这种类型基具有这种类型基因组。因组。 2、病毒粒体核酸含量 球状病毒：球状病毒：15%45%。 线状及杆状病毒：线状及杆状病毒：5%6%。 弹状病毒：弹状病毒：1%。整理ppt3、病毒的多分体现象单体基因组：单体基因组：病毒基因组分布于一条核酸链上。病毒基因组分布于一条核酸链上。分段基因组：分段基因组：病毒基因组分布于多条核酸链上。病毒基因组分布于多条核酸链上。单分体病毒：单分体病毒：一个病毒粒体中包含有全套基因组。一个病毒粒体中包含有全套基因组。多多

20、（双、三）（双、三）分体病毒：分体病毒：分段基因组分别包装于不同的病毒粒分段基因组分别包装于不同的病毒粒体中。体中。（二）蛋白质（二）蛋白质 植物病毒的基因组很小，编码的蛋白质种类也很少，植物病毒的基因组很小，编码的蛋白质种类也很少，按照其功能按照其功能可分为可分为结构蛋白和非结构蛋白结构蛋白和非结构蛋白。 结构蛋白结构蛋白是构成一个完整病毒粒体所需要的蛋白，是构成一个完整病毒粒体所需要的蛋白，主要是外壳蛋主要是外壳蛋白白（coat protein，CP）和和囊膜蛋白囊膜蛋白，有些病毒还有基因组结合蛋白有些病毒还有基因组结合蛋白（VPg），由于大多数植物病毒没有囊膜，其结构蛋白也就只有外壳蛋，

21、由于大多数植物病毒没有囊膜，其结构蛋白也就只有外壳蛋白。并且绝大多数植物病毒的外壳蛋白仅由一种蛋白多肽构成，个别白。并且绝大多数植物病毒的外壳蛋白仅由一种蛋白多肽构成，个别的有两种以上。的有两种以上。 整理ppt 非结构蛋白非结构蛋白是指病毒基因编码的非结构必需的蛋白是指病毒基因编码的非结构必需的蛋白，包括病，包括病毒复制需要的复制酶、参与病毒运转的运动蛋白等。毒复制需要的复制酶、参与病毒运转的运动蛋白等。 （三）脂类（三）脂类 大多数植物病毒不含脂类，只有具囊膜的病毒才有脂类。大多数植物病毒不含脂类，只有具囊膜的病毒才有脂类。（四）其他组份（四）其他组份 糖蛋白、金属离子、多胺、水等。糖蛋白

22、、金属离子、多胺、水等。整理ppt第三节第三节 植物病毒的侵染和传播植物病毒的侵染和传播 大多数植物病毒是从机械的或传毒介体所造成的微伤大多数植物病毒是从机械的或传毒介体所造成的微伤（fine wound）侵入寄主侵入寄主，少数经过，少数经过内吞内吞（endocytosis）作用，作用，包膜病毒包膜病毒通过通过融合融合（fusion）方式进入寄主细胞。方式进入寄主细胞。 植物病毒没有细胞结构，不像大多数生物那样具有复杂的繁殖器植物病毒没有细胞结构，不像大多数生物那样具有复杂的繁殖器官进行有性或无性繁殖，也不像细菌那样进行裂殖生长，而是分别合官进行有性或无性繁殖，也不像细菌那样进行裂殖生长，而是

23、分别合成核酸和蛋白质再组装成子代病毒粒体。这种特殊的繁殖方式称为成核酸和蛋白质再组装成子代病毒粒体。这种特殊的繁殖方式称为复复制。制。 一、植物病毒的侵染和复制生物学中心法则DNAmRNA蛋白质蛋白质 植物病毒利用寄主细胞核酸复制系统及蛋白质合成系统复制其基因组和合成其专化性蛋白整理ppt 病毒侵染植物后，在活细胞内增殖后代需要两个步骤：病毒侵染植物后，在活细胞内增殖后代需要两个步骤：一是一是病毒病毒核酸的复制核酸的复制（replication），即），即病毒的基因传递病毒的基因传递；二是病毒；二是病毒基因基因的表达的表达（gene expression），即），即病毒蛋白质合成病毒蛋白质合成

24、。 一般一般新增殖的病毒会在体内进行胞间运转和长距离运转新增殖的病毒会在体内进行胞间运转和长距离运转。植物病毒核酸的复制植物病毒核酸的复制 大部分植物病毒的核酸复制大部分植物病毒的核酸复制是由是由RNA到到RNA。病毒核酸的复病毒核酸的复制需要寄主提供复制的场所制需要寄主提供复制的场所（通常是在细胞质或细胞核内）（通常是在细胞质或细胞核内）、复制复制所需的原料和能量、部分寄主编码的酶及膜系统所需的原料和能量、部分寄主编码的酶及膜系统。病毒自身提供的病毒自身提供的主要是模板和专化的聚合酶主要是模板和专化的聚合酶，即，即复制酶复制酶。如花椰菜花叶病毒编码一如花椰菜花叶病毒编码一种依赖于种依赖于RN

25、A的的DNA聚合酶，也称反转录酶聚合酶，也称反转录酶。 整理ppt 根据核酸种类和性质不同，植物病毒复制可分为多种根据核酸种类和性质不同，植物病毒复制可分为多种类型。类型。 以（以（+）RNA病毒为例，病毒的复制过程如下：病毒为例，病毒的复制过程如下：（1）病毒粒体进入寄主细胞，脱壳，释放）病毒粒体进入寄主细胞，脱壳，释放RNA；（2）RNA与核糖体结合，翻译出病毒复制酶等与复制相关与核糖体结合，翻译出病毒复制酶等与复制相关的基因产物；的基因产物；（3）复制酶以（）复制酶以（+）RNA为模板合成（为模板合成（-）RNA链，并形成链，并形成双链复制型；双链复制型；（4）从复制型产生子代（）从复制

26、型产生子代（+）RNA链；链；（5）以病毒）以病毒RNA为模板合成外壳蛋白；为模板合成外壳蛋白；（6）外壳蛋白亚基和）外壳蛋白亚基和RNA组装形成新的病毒粒体。组装形成新的病毒粒体。 整理ppt病毒类型 复制形式mRNA合成途径核酸侵染性举 例(+)ssRNARNA RNA(+)RNA (-)RNA mRNA+多数植物病毒(-)ssRNARNA RNA(-)RNA mRNA-植物弹状病毒dsRNARNA RNA(+-)RNA mRNA-植物呼肠孤病毒(+)ssDNADNA DNA(+)DNA (+-)DNA mRNA+双联病毒dsDNADNA RNA DNA(+-)DNA mRNA+花椰菜花叶

27、病毒RNARNA DNA RNARNA dsDNA mRNA反转录病毒植物病毒基因组复制及植物病毒基因组复制及mRNA合成途径具有多样性合成途径具有多样性整理ppt病毒粒体进入寄主细胞脱壳基因表达复制大量的基因组及合成外壳蛋白病毒粒体装配植物病毒的增殖整理ppt植物病毒基因及其表达植物病毒基因及其表达 植物病毒的基因组较小，许多植物病毒的基因组全序列及基因植物病毒的基因组较小，许多植物病毒的基因组全序列及基因图谱都已明确。图谱都已明确。以以TMVTMV为例为例TMV基因组基因组RNA全长全长6395nt +ssRNA5-未端具有帽子结构和先导序列（非转译序列）未端具有帽子结构和先导序列（非转译

28、序列）3-未端有类似未端有类似tRNA的结构的结构整个基因组含有整个基因组含有5个开读框（个开读框（ORF），翻译产生），翻译产生5种蛋白种蛋白 植物病毒基因表达所面临的问题：植物病毒基因表达所面临的问题：真核生物蛋白质合成系统仅真核生物蛋白质合成系统仅识别病毒识别病毒RNA上的第一个开放阅读框架，同一核酸链上的其它基因上的第一个开放阅读框架，同一核酸链上的其它基因的表达则要借助病毒的特殊翻译策略。的表达则要借助病毒的特殊翻译策略。整理ppt在真核生物蛋白合成系统中的翻译策略在真核生物蛋白合成系统中的翻译策略（共5种策略）1、亚基因组策略、亚基因组策略2、多聚蛋白策略、多聚蛋白策略3、多分体基

29、因组策略、多分体基因组策略4、通读蛋白策略、通读蛋白策略5、核糖体移码策略、核糖体移码策略 由基因组由基因组3-未端转录产生一至多个亚基因组未端转录产生一至多个亚基因组RNA，从各个亚基因组，从各个亚基因组5-端开读框翻译出功能性蛋白产物。如端开读框翻译出功能性蛋白产物。如TMV 基因组仅含一个开读框，翻译产生一个前体蛋白（多聚蛋白），再基因组仅含一个开读框，翻译产生一个前体蛋白（多聚蛋白），再在蛋白酶作用下分解为多个功能蛋白。如马铃薯在蛋白酶作用下分解为多个功能蛋白。如马铃薯Y病毒科病毒科 基因组为多条核酸链，每条链翻译产生一个蛋白产物。如基因组为多条核酸链，每条链翻译产生一个蛋白产物。如C

30、MV 核糖体读越过终止密码。如核糖体读越过终止密码。如TMV的复制酶蛋白的复制酶蛋白 在翻译接近终止密码时，核糖体回读或跳过一个核苷酸，从而使终止密在翻译接近终止密码时，核糖体回读或跳过一个核苷酸，从而使终止密码失效码失效（解体到两个三联体密码中）（解体到两个三联体密码中）整理ppt 病毒在复制表达过程中会产生一定形状的病毒在复制表达过程中会产生一定形状的内含体内含体（inclusion body），可在一般光学显微镜下看到。可在一般光学显微镜下看到。 在细胞核内，称为在细胞核内，称为核内含体核内含体； 在细胞质内，称为在细胞质内，称为细胞质内含体细胞质内含体（主要分为（主要分为不定形内含体、

31、假晶不定形内含体、假晶体、晶体内含体和风轮状内含体体、晶体内含体和风轮状内含体）。）。 不定形内含体不定形内含体是由病毒粒体和寄主细胞成份混合组成的；是由病毒粒体和寄主细胞成份混合组成的； 晶体状内含体晶体状内含体一般是由病毒粒体整齐排列堆叠而成。一般是由病毒粒体整齐排列堆叠而成。六角形内含体六角形内含体四边形内含体四边形内含体整理ppt晶体状内含体晶体状内含体整理ppt细胞质内的不定形内含体细胞质内的不定形内含体整理ppt细胞质内圆盘状内含细胞质内圆盘状内含体体整理ppt细胞质内风轮状内含体细胞质内风轮状内含体整理ppt核质的内含体核质的内含体核仁内含体核仁内含体细胞核内的内含体细胞核内的内

32、含体整理ppt植物病毒的变异植物病毒的变异1 1、突变、突变2 2、基因重组、基因重组3 3、假重组、假重组自然界中，病毒复制一次出现突变株的概率为自然界中，病毒复制一次出现突变株的概率为10-610-8人工诱变（亚硝酸盐、高温处理）人工诱变（亚硝酸盐、高温处理）获得弱毒株及其利用获得弱毒株及其利用有的情况下，仅仅一个碱基的变化就会导致病毒性质的变异有的情况下，仅仅一个碱基的变化就会导致病毒性质的变异两个病毒基因组在复制过程中发生核酸序列交换，形成重组基因组。两个病毒基因组在复制过程中发生核酸序列交换，形成重组基因组。常发生于常发生于DNA病毒中病毒中（主要是动物病毒和噬菌体，花椰菜花叶病毒也

33、有发生主要是动物病毒和噬菌体，花椰菜花叶病毒也有发生）分段基因组病毒之间核酸链的重新组合。如分段基因组病毒之间核酸链的重新组合。如CMV、TBV整理ppt 运转运转（移动），即病毒从植株的某一部位扩散到另一部位的过即病毒从植株的某一部位扩散到另一部位的过程程（植株内扩散）（植株内扩散）。 在植物叶肉细胞间的移动称为胞间运转（移动）； 经维管束输导组织的运转称为长距离运转（移动）。（一）胞间运转（一）胞间运转 已知植物病毒的胞间运转已知植物病毒的胞间运转有多种途径有多种途径，而以经，而以经胞间连丝的运转胞间连丝的运转最为普遍。最为普遍。 该过程该过程需有病毒的运动蛋白参与需有病毒的运动蛋白参与。

34、其过程：。其过程： 首先运动蛋白作用于胞间连丝，使胞间连丝的孔径增大几倍至首先运动蛋白作用于胞间连丝，使胞间连丝的孔径增大几倍至几十倍几十倍；同时；同时运动蛋白与病毒核酸结合，使核酸呈细长的线状运动蛋白与病毒核酸结合，使核酸呈细长的线状；最最后病毒是以核酸的形式通过扩展了的胞间连丝进入相邻的细胞。后病毒是以核酸的形式通过扩展了的胞间连丝进入相邻的细胞。 二、病毒在植物体内的运转（移动）整理ppt一些病毒仅能在某些寄主的接种点附近作有限的细胞内扩散，表现一些病毒仅能在某些寄主的接种点附近作有限的细胞内扩散，表现为局部侵染。为局部侵染。一些病毒一些病毒为韧皮部限制病毒为韧皮部限制病毒（phloem

35、-limited virus），即病毒经介体传，即病毒经介体传入寄主韧皮部后，入寄主韧皮部后，仅能在韧皮部增殖和运转仅能在韧皮部增殖和运转。病毒在细胞间移动的速度是缓慢的，平均每天不过病毒在细胞间移动的速度是缓慢的，平均每天不过1mm左右。左右。（二）长距离运转（二）长距离运转植物病毒的侵染大都是系统性的植物病毒的侵染大都是系统性的； 先在薄壁细胞组织中增殖和运转先在薄壁细胞组织中增殖和运转； 然后进入维管束组织的韧皮部或木质部很快地运转然后进入维管束组织的韧皮部或木质部很快地运转。整理ppt整理ppt（三）病毒在植物体内的分布（三）病毒在植物体内的分布 全株性侵染的病毒全株性侵染的病毒并不是

36、植株的每个部分都有病毒，因只有部并不是植株的每个部分都有病毒，因只有部分病毒可以进入植株的种胚，所以病毒可以由种子传染的是少数。分病毒可以进入植株的种胚，所以病毒可以由种子传染的是少数。 有有少数病毒可以进入花粉少数病毒可以进入花粉，故花粉就可以传染这些病毒。，故花粉就可以传染这些病毒。 植物旺盛生长的分生组织很少含有病毒植物旺盛生长的分生组织很少含有病毒，如，如茎尖、根尖茎尖、根尖。因此。因此切切下茎端小段下茎端小段（0.10.25cm）分生组织培养，可以得到无病毒的植株分生组织培养，可以得到无病毒的植株。 马铃薯、大理菊、草莓等营养繁殖的作物，采用分生组织培养的马铃薯、大理菊、草莓等营养繁

37、殖的作物，采用分生组织培养的方法，可以从病株上得到无毒苗。方法，可以从病株上得到无毒苗。 分生组织培养不一定都能得到无毒苗，要经过反复测定确定不带分生组织培养不一定都能得到无毒苗，要经过反复测定确定不带病毒后，再用于繁殖无性系。病毒后，再用于繁殖无性系。 整理ppt三、植物病毒的传播 传播，病毒从一株植物扩散到另一株植物的过程（植株间扩散）。 植物病毒只能被动传播，需借外界因子进入活的细胞内。 植物病毒为专性寄生物，不能离开活细胞。 植物病毒传播方式可以分为介体传播和非介体传播。（一）植物病毒的介体传播（一）植物病毒的介体传播 介体介体（vectors），可以传播病毒的生物体可以传播病毒的生物

38、体。 1 1、介体传毒特性、介体传毒特性 （1）传毒过程）传毒过程 持毒期：持毒期：介体一次获毒后，能保持传毒能力的时间。介体一次获毒后，能保持传毒能力的时间。获毒期获毒期潜伏期潜伏期传毒期传毒期整理ppt（2）介体传毒方式）介体传毒方式 按照介体与植物病毒之间的生物学关系，可分为按照介体与植物病毒之间的生物学关系，可分为非持久性病非持久性病毒毒（nonpersistent virus）、）、半持久性病毒半持久性病毒（semipersistent virus）和和持久性病持久性病毒毒（persistent virus）三种类型三种类型。 非持久性病毒 获毒期、潜伏期、传毒期、持毒期均很短获毒期

39、、潜伏期、传毒期、持毒期均很短（几秒至几分钟）（几秒至几分钟），蚜虫传毒多属于此类，又称为口针传毒蚜虫传毒多属于此类，又称为口针传毒，蚜虫试探性取食即可传毒。，蚜虫试探性取食即可传毒。 特征特征是是传毒介体在病植株上获毒饲育后病毒依附于口针里，在传毒介体在病植株上获毒饲育后病毒依附于口针里，在接种饲育时随同排出的唾液进入寄主植物体内接种饲育时随同排出的唾液进入寄主植物体内，因此介体饲毒短时，因此介体饲毒短时间后即可传毒，饲育期延长会降低传毒效率，病毒在介体体内没有间后即可传毒，饲育期延长会降低传毒效率，病毒在介体体内没有循回期循回期，传毒时间传毒时间也很短也很短。整理ppt 持久性病毒 获毒期

40、、潜伏期、传毒期、持毒期均较长获毒期、潜伏期、传毒期、持毒期均较长（几小时至几天、十几天）（几小时至几天、十几天），病毒可进入介体血液循环系统，甚至在介体内增殖病毒可进入介体血液循环系统，甚至在介体内增殖，介体获毒后，介体获毒后，有的可终生传毒或经卵由子代传毒。叶蝉、飞虱等传毒多属于此类。有的可终生传毒或经卵由子代传毒。叶蝉、飞虱等传毒多属于此类。 饲毒时间饲毒时间较长，介体饲毒后病毒随唾液吸入到肠道，渗透过肠较长，介体饲毒后病毒随唾液吸入到肠道，渗透过肠壁进入血淋巴，最后循回到口器的唾液腺里，取食时随唾液进入植壁进入血淋巴，最后循回到口器的唾液腺里，取食时随唾液进入植物体内。因此必须经过一定

41、时期的物体内。因此必须经过一定时期的循回期循回期才能传毒，有的病毒在虫才能传毒，有的病毒在虫体内能体内能增殖增殖，一次获毒后可终生传毒，有的还可一次获毒后可终生传毒，有的还可经卵传毒经卵传毒给下一代。给下一代。 半持久性病毒 介于上述两者之间，介于上述两者之间，介体获毒饲育期和传毒时间均较长，介体获毒饲育期和传毒时间均较长，病毒病毒在介体体内没有循回期，也不能在虫体内增殖在介体体内没有循回期，也不能在虫体内增殖。昆虫蜕皮后即失去昆虫蜕皮后即失去传毒能力。传毒能力。 整理ppt 有时，有时，介体与病毒之间具有专化性介体与病毒之间具有专化性：某一介体只传某一病毒或某一介体只传某一病毒或某些病毒，某

42、些病毒，某一病毒只经某一或某些介体传播某一病毒只经某一或某些介体传播。 多介性病毒如多介性病毒如CMVCMV可通过桃蚜、棉蚜、豆蚜等可通过桃蚜、棉蚜、豆蚜等8181种蚜虫传播。种蚜虫传播。 多传性介体多传性介体如桃蚜可传播如桃蚜可传播100100多种病毒。多种病毒。 单介性病毒单介性病毒如如大麦黄矮病毒二叉蚜株系仅靠二叉蚜传播大麦黄矮病毒二叉蚜株系仅靠二叉蚜传播。蚜虫传播的病毒蚜虫传播的病毒常常引起花叶型、环斑型及黄化型和卷叶型症状引起花叶型、环斑型及黄化型和卷叶型症状，大都大都属于非持久性病毒属于非持久性病毒，这类病毒都很容易汁液摩擦传播。，这类病毒都很容易汁液摩擦传播。 叶蝉传播的病毒叶蝉

43、传播的病毒大都大都属于持久性病毒属于持久性病毒。（3）介体传毒的专化性）介体传毒的专化性整理ppt2 2、昆虫介体、昆虫介体 是植物病毒自然传播的主要途径是植物病毒自然传播的主要途径。其中，同翅目昆虫占。其中，同翅目昆虫占70%以上，主要为蚜虫、叶蝉、飞虱类。还有甲虫、粉虱、蓟马等。以上，主要为蚜虫、叶蝉、飞虱类。还有甲虫、粉虱、蓟马等。3 3、土壤中的介体、土壤中的介体（1） 真菌 已发现土壤中有已发现土壤中有7种真菌传播种真菌传播19种病毒，种病毒， 油壶菌属、粘菌属系植物的非致病菌油壶菌属、粘菌属系植物的非致病菌，为主要的真菌介体为主要的真菌介体； 集壶菌、粉痂菌及腐霉菌除为植物本身病原

44、菌外，还能传播集壶菌、粉痂菌及腐霉菌除为植物本身病原菌外，还能传播多种病毒。多种病毒。 病毒与真菌介体的关系病毒与真菌介体的关系除少数芸苔油壶菌为游动孢子体外带除少数芸苔油壶菌为游动孢子体外带毒外，毒外，大多数为孢子内带毒，属持久性传毒大多数为孢子内带毒，属持久性传毒。 整理ppt（2） 线虫 已知已知有有5个属的线虫介体传播约个属的线虫介体传播约23种病毒种病毒（如长针线虫、剑线虫、（如长针线虫、剑线虫、毛刺线虫等）。毛刺线虫等）。 一般线虫蜕皮后就不能传毒，饲毒和传毒时间只要一般线虫蜕皮后就不能传毒，饲毒和传毒时间只要15分钟至分钟至1小小时。时。线虫传播的植物病毒线虫传播的植物病毒均属于

45、非持久性均属于非持久性，线虫传病毒也可借花粉、线虫传病毒也可借花粉、种子传，极易汁液传种子传，极易汁液传，许多线虫传病毒引致环斑型症状许多线虫传病毒引致环斑型症状。4 4、螨类介体、螨类介体 主要是主要是叶芽螨和蛛螨叶芽螨和蛛螨。 螨和病毒的关系研究较多的是由曲叶螨螨和病毒的关系研究较多的是由曲叶螨（Aceria tulipae）传播的小麦传播的小麦条点花叶病毒，这是属于循回型，病毒主要存在于中肠，没有发现条点花叶病毒，这是属于循回型，病毒主要存在于中肠，没有发现在体内增殖的现象。在体内增殖的现象。 螨类只有在若虫期获毒以后才有传毒能力螨类只有在若虫期获毒以后才有传毒能力，带毒螨蜕皮后仍能传带

46、毒螨蜕皮后仍能传毒，毒，但不能经卵传，汁液摩擦亦可传但不能经卵传，汁液摩擦亦可传，螨类传播病毒的效率有时是，螨类传播病毒的效率有时是很高的，如单个带条点花叶病毒的螨就能使小麦发病。很高的，如单个带条点花叶病毒的螨就能使小麦发病。 整理ppt（二）植物病毒的非介体传播（二）植物病毒的非介体传播 1、汁液传播、汁液传播（sap transmission） 汁液传播汁液传播就是就是使病株的汁液通过机械造成的微伤进入健株体内使使病株的汁液通过机械造成的微伤进入健株体内使它发病它发病，又称机械传播又称机械传播。 需要整枝打杈、摘心、绑架的栽培作物需要整枝打杈、摘心、绑架的栽培作物上，上，是一些病毒的主要

47、传播是一些病毒的主要传播途径。途径。 烟草、番茄、辣椒上的烟草花叶病毒，瓜类、番茄上的黄瓜花叶病烟草、番茄、辣椒上的烟草花叶病毒，瓜类、番茄上的黄瓜花叶病毒。毒。 在实验室通常采用机械的方法在实验室通常采用机械的方法汁液磨擦进行人工接种，通过微汁液磨擦进行人工接种，通过微伤口使病毒进入植物体内。伤口使病毒进入植物体内。 2、种子传播、种子传播（seed transmission） 种子、块茎、球茎、鳞茎和花卉苗木等均可传播种子、块茎、球茎、鳞茎和花卉苗木等均可传播。 种子传带病毒种子传带病毒系系由种子外部带毒、种胚外部带毒、胚乳带毒和种胚由种子外部带毒、种胚外部带毒、胚乳带毒和种胚带毒。带毒。

48、 以豆科、葫芦科、菊科最普遍，是作物病毒病害的重要初侵染源。以豆科、葫芦科、菊科最普遍，是作物病毒病害的重要初侵染源。整理ppt3、嫁接传播、嫁接传播（graft transmission） 有些果树病毒病害以嫁接传播为其唯一已知的传播途径有些果树病毒病害以嫁接传播为其唯一已知的传播途径，例如，例如苹果锈果病和花叶病等。苹果锈果病和花叶病等。 这种传播方式在果树与某些经济林木（如桑树）以及观赏植物这种传播方式在果树与某些经济林木（如桑树）以及观赏植物中非常重要，因此在中非常重要，因此在繁殖工作中严格选用无病毒接穗和砧木已成为繁殖工作中严格选用无病毒接穗和砧木已成为很重要的防治病毒病害的措施。很

49、重要的防治病毒病害的措施。 4、菟丝子传播、菟丝子传播（dodder transmission） 菟丝子传播病毒的性质和嫁接传毒相同菟丝子传播病毒的性质和嫁接传毒相同，可以通过其桥梁作用，可以通过其桥梁作用，将一株寄主植物的病毒传递给另一株寄主将一株寄主植物的病毒传递给另一株寄主。 菟丝子的传播不受组织亲合性影响，可更广泛的应用价值。菟丝子的传播不受组织亲合性影响，可更广泛的应用价值。 不能靠汁液摩擦接种、不能通过媒介昆虫传播的病毒、在亲缘关不能靠汁液摩擦接种、不能通过媒介昆虫传播的病毒、在亲缘关系差异太大的植物之间不能形成嫁接结合而传播病毒病时，大多可系差异太大的植物之间不能形成嫁接结合而传

50、播病毒病时，大多可利用菟丝子传毒。利用菟丝子传毒。 整理ppt第四节第四节 植物病毒的分类与命名植物病毒的分类与命名植物病毒的分类工作由植物病毒的分类工作由国际病毒分类委员会国际病毒分类委员会（International Committee on Taxonomy of Virus，ICTV）植物病毒分会植物病毒分会负责负责。以往植物病毒的分类以往植物病毒的分类主要依据寄主植物种类、病害症状和传播主要依据寄主植物种类、病害症状和传播方式等特性将其分为若干个组方式等特性将其分为若干个组（group），），分类的基本单元为分类的基本单元为“成成员员（member）”。1995年，年，ICTV发表了

51、发表了病毒分类与命名病毒分类与命名第六次报告，规定植第六次报告，规定植物病毒与其它生物一样实行物病毒与其它生物一样实行“目、科、属、种目、科、属、种”的系统等级分的系统等级分类。新规定中的属相当于以前的组，而种则相当于以前的类。新规定中的属相当于以前的组，而种则相当于以前的“成成员员”。vICTV第七次国际病毒分类报告规定病毒的种为基本分类单元第七次国际病毒分类报告规定病毒的种为基本分类单元。一、植物病毒的分类整理ppt病毒的病毒的种种是是由自我复制谱系组成的多元等级，并占有特定生态空间由自我复制谱系组成的多元等级，并占有特定生态空间。其中其中“自我复制的谱系自我复制的谱系”指的指的是病毒无性

52、复制的群体及因基因组变是病毒无性复制的群体及因基因组变异或再组合而形成的进化群体。异或再组合而形成的进化群体。“特定生态空间特定生态空间”是是指病毒具有的指病毒具有的寄主范围。寄主范围。病毒种以下可分为若干病毒种以下可分为若干株系株系（strain）。而一些新获得的病毒，由于。而一些新获得的病毒，由于对其特征还不完全了解，不能确定其分类地位，常称作对其特征还不完全了解，不能确定其分类地位，常称作“分离物分离物”（isolate）或或“分离株分离株”。 截至截至1995年，为年，为ICTV所承认的病毒数目为所承认的病毒数目为3600种，其中植物病毒种，其中植物病毒种共有种共有788个。个。 IC

53、TV将植物病毒划归为将植物病毒划归为47个属个属，在其上建立了，在其上建立了11个科、个科、1个目。个目。植物病毒可归为植物病毒可归为5个大类群：个大类群：w1、单链、单链DNA（ssDNA）病毒类群）病毒类群 w2、双链、双链DNA（dsDNA）病毒类群）病毒类群 w3、双链、双链RNA（dsRNA）病毒类群）病毒类群w4、负单链、负单链RNA（-ssRNA）病毒类群）病毒类群w5、正单链、正单链RNA（+ssRNA）病毒类群）病毒类群 整理ppt二、植物病毒的命名采用得最多的是英文俗名法采用得最多的是英文俗名法: 寄主植物寄主植物+症状症状（不采用斜体，常使用缩写）（不采用斜体，常使用缩写

54、） 烟草花叶病毒烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus，TMV） 黄瓜花叶病毒黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）有的按照发现的先后给予命名有的按照发现的先后给予命名，如马铃薯，如马铃薯X病毒病毒（Potato virus X，PVX）和马铃薯和马铃薯Y病毒病毒（Potato virus Y，PVY）等。等。 俗名法的优点俗名法的优点是是简单、直观简单、直观；其；其缺点缺点是是将病毒名与病害名二者将病毒名与病害名二者合一合一，随着同种病毒在不同寄主上的发现，往往会造成一些理解上，随着同种病毒在不同寄主上的发现，往往会造成一些理解上的困难，如黄瓜花叶

55、病毒可侵染包括单子叶和双子叶在内的的困难，如黄瓜花叶病毒可侵染包括单子叶和双子叶在内的67个科个科470多种植物。多种植物。 整理ppt目前国际上采用类似于拉丁双名法来命名植物病毒目前国际上采用类似于拉丁双名法来命名植物病毒: 寄主名寄主名+症状症状+病毒属名病毒属名 如如Tobacco Mosaic Tobamovirus 属名采用斜体书写。属名采用斜体书写。植物病毒属名以植物病毒属名以-virus结尾结尾，常由，常由模式种寄主名称模式种寄主名称（英（英文或拉丁文）文或拉丁文）缩写缩写+主要特征描述主要特征描述（英文或拉丁文）（英文或拉丁文）缩写缩写+virus组合而成，组合而成，书写采用斜

56、体书写采用斜体。 如黄瓜花叶病毒属记作如黄瓜花叶病毒属记作Cucumovirus。科、目的名称科、目的名称分别以分别以-viridae和和-virales为结尾，为结尾，均采用均采用斜体书写。斜体书写。 整理ppt第五节第五节 植物病毒检测与病毒病害植物病毒检测与病毒病害 1、鉴别寄主、鉴别寄主 指用来鉴别某一病毒或其株系的具有特定反应的植物。指用来鉴别某一病毒或其株系的具有特定反应的植物。凡是病毒凡是病毒侵染后能产生快而稳定、并具有特征性症状的植物都可作为鉴别寄主侵染后能产生快而稳定、并具有特征性症状的植物都可作为鉴别寄主。组合使用几种或一套鉴别寄主组合使用几种或一套鉴别寄主称为称为鉴别寄主

57、谱鉴别寄主谱。鉴别寄主谱中一般鉴别寄主谱中一般包包括可系统侵染的寄主、局部侵染的寄主和不受侵染的寄主括可系统侵染的寄主、局部侵染的寄主和不受侵染的寄主。鉴别寄主谱的方法简单易行，优点是反应灵敏鉴别寄主谱的方法简单易行，优点是反应灵敏，只需要很少的毒源，只需要很少的毒源材料。但材料。但工作量比较大工作量比较大，需要较大的温室种植寄主植物，需要较大的温室种植寄主植物，且比较费时且比较费时。有时因气候或栽培等原因，症状反应不十分稳定。有时因气候或栽培等原因，症状反应不十分稳定。 一、植物病毒的检测（一）生物学检测（一）生物学检测 整理ppt2、植物病毒粒体的稳定性、植物病毒粒体的稳定性 对汁液传播的

58、病毒，可对汁液传播的病毒，可通过病株汁液的体外性状通过病株汁液的体外性状（钝化温度、稀释（钝化温度、稀释限点和体外存活期）限点和体外存活期）来测定；来测定； 这些性状虽易受各种因素影响，但仍可作为区别不同病毒的依据这些性状虽易受各种因素影响，但仍可作为区别不同病毒的依据之一，而且对混合侵染病毒的分离及制定病毒提纯方案具有参考价值。之一，而且对混合侵染病毒的分离及制定病毒提纯方案具有参考价值。 钝化温度（Thermal Inactivation Point，TIP） 病毒在病株粗汁液中，经恒温水浴处理病毒在病株粗汁液中，经恒温水浴处理10分钟即丧失侵染力的最分钟即丧失侵染力的最低温度低温度。 T

59、IP最低的病毒最低的病毒是番茄斑萎病毒，只有是番茄斑萎病毒，只有45； 最高的最高的是烟草花叶病毒，为是烟草花叶病毒，为97； 而而大多数植物病毒大多数植物病毒为为5570。 一种病毒的不同株系可以有不同的钝化温度，所以是鉴定病毒的一种病毒的不同株系可以有不同的钝化温度，所以是鉴定病毒的一项有用的指标。一项有用的指标。 整理ppt 稀释限点（Dilution End Point，DEP） 病毒在病株粗汁液中，经若干倍数的稀释后仍能保持其侵染力的最病毒在病株粗汁液中，经若干倍数的稀释后仍能保持其侵染力的最大稀释倍数大稀释倍数. 用用10-1，10-2，10-3表示。表示。 一般的植物病毒一般的植

60、物病毒DEP为为10-210-。 稀释限点与汁液中病毒粒子的浓度有关稀释限点与汁液中病毒粒子的浓度有关，浓度愈高，稀释限点也愈浓度愈高，稀释限点也愈大大。而病毒的浓度往往受栽培条件、寄主植物状况所影响。因此报道中。而病毒的浓度往往受栽培条件、寄主植物状况所影响。因此报道中同一病毒的稀释限点不一定是相同的，只能作为鉴定病毒的参考指标。同一病毒的稀释限点不一定是相同的，只能作为鉴定病毒的参考指标。 体外存活期（Longevity in vitro，LIV） 病毒在病株粗汁液中，置于病毒在病株粗汁液中，置于2022室温下，能够保持侵染力的最室温下，能够保持侵染力的最长时间。长时间。 大多数病毒的大多