【现学现卖】探索真菌病毒防控作物病害(1)

New Insights into Mycoviruses andExploration for the Biological Control of Crop Fungal Diseases(Xie and Jiang, 2014)真菌病毒在防控作物真菌病害中的探索


一、摘要

近年关于真菌病毒的研究越来越多,极大的加深了我们对于其性质,分类,进化等方面的理解,也让我们更加坚信真菌病毒与真菌弱毒现象在作物病害生物防治上的潜力。这篇综述讨论了造成真菌衰弱的病毒作为生防因子的案例及其优势。

真菌的营养不亲和现象是限制真菌病毒使用的主要因素,文章中也讨论了可能的解决办法。


二、研究背景介绍

之前人们发现一个衰弱的C. parasitica菌株可以治愈栗疫病,随后在衰弱真菌中提取到了dsRNA。然而那个时候,很难证明分离的dsRNA参与并导致了真菌的衰弱,因为一些含有dsRNA的菌株与一些不含有dsRNA的菌株看起来并没什么不同。

随着全基因组测序的发展,我们获得了关键的真菌病毒Cryphonectria hypovirus 1 (CHV1)全基因序列,并进行分析,构建了侵染性cDNA克隆,发现cDNA克隆可以导致野生真菌产生衰弱现象,这才证明了病毒与真菌衰弱之间的关系。这个先导试验不仅让人们认识了真菌-病毒体系,也给我们后期研究其他真菌病毒提供了可参考的技术方法。

目前人们从各种真菌中分离出来了病毒,并测序。其主要是dsRNA病毒或ssRNA病毒,少数DNA病毒,分为7个家族TotiviridaePartitiviridaeChrysoviridaeHypoviridaeNanoviridae,有一些真菌病毒的归类不太明确,但是系统发育分析显示它们与植物病毒或动物病毒亲缘关系较近。

本综述将结合近期研究,主要讨论真菌病毒在农业生物防治中的探索。


三、植物病原真菌中的病毒

1. 板栗疫病菌(Cryphonectria parasitica

https://cedar.wwu.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1002&context=hcop_facpubs  

在这个病原菌中发现的CHV1在1991年完成测序分析,根据它的特征和基因组,ICTV(International Committee on Taxonomy ofViruses)为其建立了一个新科Hypoviridae,包含一个属Hypovirus,里面包含4株从板栗疫病菌分离出来的病毒:Cryphonectria hypovirus 1 (CHV1), Cryphonectriahypovirus 2 (CHV2), Cryphonectria hypovirus 3 (CHV3)和Cryphonectria hypovirus 4 (CHV4),这4株病毒对于真菌的影响不同。

该真菌中还分离出来了NanoviridaeMitovirus属的Cryphonectria parasiticamitovirus 1 (CpMV1),还有Cryphonectriaparasitica mycoreovirus 1 (CpMyRV1)和CpMyRV2。

更多关于栗疫病与病毒的研究,可见【现学现卖】综述-真菌与病毒的周旋

2. 核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum

https://www.researchgate.net/figure/Sclerotinia-sclerotiorum-colony-with-sclerotia-formed-on-PDA-a-Botrytis-cinerea_fig3_277325381

目前在核盘菌中发现了dsRNA,ssRNA和ss-circular DNA病毒。Sclerotiniasclerotiorum hypovirulence-associated DNA virus 1 (SsHADV-1)病毒是发现的第一个DNA真菌病毒,并且可以造成真菌衰弱现象。Sclerotinia sclerotiorum debilitation-associated RNA virus (SsDRV)和Sclerotinia sclerotiorum RNA virus L (SsRV-L)共同侵染核盘菌Ep-1PN2菌株,它们的遗传物质简单,是编码一个蛋白的RNA。

从核盘菌中还分离出了4株mitoviruses,1株partitivirus(SsPV-S)和未分类dsRNA病毒(Sclerotinia sclerotiorum nonsegmented virus L,SsNsV-L)。

SsHV1与CHV3和CHV4具有很高相似度,是发现的第一个天然的可以造成除了栗疫病菌以外的真菌衰弱现象的病毒。后来人们还找到了SsHV2,它与CHV1和CHV2有很高相似度。

更多信息见前期发布的文章:【现学现卖】那些DNA真菌病毒【现学现卖】那些真菌DNA病毒(2)

3. 葡萄白纹羽病菌(Rosellinia necatrix

https://jvi.asm.org/content/83/24/12801/figures-only  

在该病原菌中发现了一系列真菌病毒,它们分布在ReoviridaePartitiviridaeChrysoviridaeTotiviridae科。并且在该真菌中还发现了新的真菌病毒科Megabirnaviridae科,它包含可导致真菌衰弱的Rosellinia necatrix megabirnavirus 1(RnMBV1)病毒(【现学现卖】绿色荧光蛋白3-真菌病毒抑制寄主RNA沉默的一个案例);以及Quadriviridae科,它包含两个病毒分别是Rosellinia necatrix quadrivirus 1(RnQV-1)和RnQV-2,它们的dsRNA基因组含有四个片段。在这个真菌在目前还没有发现ssRNA或者DNA病毒。

4. 镰刀菌(Fusarium Species)

https://www.researchgate.net/figure/Fusarium-graminearum-on-potato-dextrose-agar-PDA-and-macroconidia_fig2_235909623

目前在F. graminearumFusarium poaeFusarium solaniFusarium oxysporumFusarium BoothiiFusarium virguliforme中发现了真菌病毒,测序发现它们大多属于PartitiviridaeTotiviridaeChrysoviridae病毒科。

虽然在镰刀菌中发现了11个真菌病毒,但是目前已知的只有一个Fusarium graminearum virus 1-DK21 (FgV1)可以使寄主衰弱。FgV1与Cryphonectria hypovirusBarley yellow mosaic virus相似度高。Fusariumgraminearum hypovirus 1 (FgHV1)与CHV1和CHV2相似度高,然而它们对寄主真菌的影响不大,镰刀菌生长速度,产孢,DON等都没受到影响。

综述后续内容敬请期待后期推送

真菌病毒与寄主的互作

真菌病毒与病毒进化的研究

真菌病毒寄主范围和传播方式

真菌病毒用于生物防治作物病害

Xie, J., and Jiang,D. (2014) New insights into mycoviruses and exploration for the biologicalcontrol of crop fungal diseases. AnnualReview of Phytopathology 52:45-68.

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 218,451评论 6 506
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,172评论 3 394
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 164,782评论 0 354
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,709评论 1 294
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,733评论 6 392
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,578评论 1 305
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,320评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,241评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,686评论 1 314
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,878评论 3 336
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,992评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,715评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,336评论 3 330
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,912评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,040评论 1 270
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,173评论 3 370
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,947评论 2 355