植物病毒的复制与增殖
2、负单链RNA (negative single strand RNA, -ssRNA )病毒:
其单链RNA不能起mRNA的作用,必需先 转录成互补链,才能翻译蛋白,故称为 -ssRNA病毒,只有植物弹状病毒的二 个属,也引起重要的植物病害,如小麦 丛矮病毒(WRDV)。粒体形态为短状粗 的子弹状或杆菌状,外面有囊膜。第二节 植Fra bibliotek病毒的复制与增殖
一、植物病毒遗传信息的传递 与表达
当病毒侵染植物以后,病毒在细胞中的增殖 过程可以体现在以下两个方面:
1、病毒具有复制其自身相同基因组的行为, 即这种从亲代向子代病毒传送核酸性状的过 程,称作病毒的基因传递(gene transmission).
2、病毒具有按照信使核糖核酸(mRNA)的碱 基序列来合成病毒自身专化性蛋白的过程, 称作病毒的基因表达(gene expression) (下图)
复制所需的原材料和能量、部分寄主编 码的酶以及膜系统。
病毒自身提供的主要是模板核酸和专化 的聚合酶(polymerase),也称复制酶(或 其亚基)。
1、正单链RNA (positive single strand RNA, +ssRNA)病毒:
其单链RNA可以直接翻译蛋白,起mRNA的 作用,故称为+ssRNA病毒。这是最主要的病 毒类型,70%以上的引起重要病害常见得植 物病毒均为此种核酸类型,如烟草花叶病毒 属的TMV、黄瓜花叶病毒属的CMV、马铃薯 X病毒属的PVX和马铃薯Y病毒属的PVY等。 可有各种球形或长条形粒体形状。
3、双链RNA( double strand RNA,
dsRNA) 病毒:
因其核酸为互补的RNA而得名。其中的 负链RNA转录出正链RNA,才能作为 mRNA的翻译蛋白。呼肠孤病毒科 (Reoviridae)和分体病毒科(Partitiviridae) 四个属的病毒为此种核酸类型。重要的 植物呼肠孤病毒为水稻矮缩病毒(RDV) 和玉米粗缩病毒(MRDV)。该科病毒粒 体为直径50nm的多面体,双链核酸分 成10~12段包在同一粒体中。
(1)、介体传播(vector transmission):是指病 毒依附在其它生物体上,借其它生物体的活 动而进行的传播及侵染。包括动物介体和植 物介体两类。
(2)、非介体传染:在病毒传递中没有其它有 机体介入的传播方式称为非介体传播,包括 汁液接触传播、嫁接传播和花粉传播。病毒 随种子和无性繁殖材料传带而扩大分布的情 况则是一种非介体传播。
8、子代病毒粒体可不断增殖并通过胞间联丝进行扩 散转移(第8步)。
第三节 植物病毒的传播和移动
一、定义和一般特性 (一)、定义: 1、传播:病毒是专性寄生物,在自然界
生存发展必须在寄主间转移,植物病毒从 一植物转移或扩散到其它植物的过程称为 传播(transmission)。根据自然传播方式的 不同,可分为介体传播和非介体的传播两 类。
二、介体传播
与高等动植物相同。
为 互 补 的 双 链 DNA 。 花 椰 菜 花 叶 病 毒 属 (Caulimovirus) 和 杆 状 病 毒 属 (Badnavirus)为此种类型。花椰菜花叶 病毒为直径为50nm的球形粒体,含有 双链、环状DNA分子。
(二)、植物病毒的增殖
植物病毒作为一种分子寄生物,没有细 胞结构像真菌那样具有复杂的繁殖器官, 也不像细菌那样进行裂殖生长,而是分 别合成核酸和蛋白组分再组装成子代粒 体。这种特殊的繁殖方式称为复制增 殖.
转录 逆转录
翻译 转录
病毒专化蛋白
(一)病毒基因组的复制:
植物病毒与一般细胞生物遗传信息传
递的主要不同点是反转录的出现,有的 病毒的RNA可以在病毒编码的反转录酶 的作用下,变成互补的DNA链。大部分 植物病毒的核酸复制仍然是由RNA复制 RNA。
病毒核酸的复制过程:
寄主提供复制的场所(通常是在细胞质 或细胞核内)
4、在聚合酶作用下,以正链RNA为模板,复制出负 链RNA(第4步);
5、再以负链RNA为模板,复制出一些亚基因组核酸 (第5步左),同时大量复制出正链RNA(第5步右);
6、亚基因组核酸翻译出3种蛋白,包括衣壳蛋白(第6 步)。
7、病毒粒体的装配和转移合成的正链RNA与衣壳蛋 白进行装配,成为完整的子代病毒粒体(第7步)。
4、单链DAN(ssDNA)病毒:
由于DNA不能直接作为RNA而起作用, 所以DNA病毒无+、-之分。单链DNA病 毒仅有双联病毒(Geminiviridae)一科, 为最小的球形粒体,由直径17nm的两 个不完全等面体结合而成,复制时单链 DNA先合成双链DNA,以常规途径转录 mRNA。
5、双链DNA(dsDNA):
2、移动:从植物的一个局部到另一局 部的过程称为移动(movement)。因此, 传播是病毒在植物群体中的转移。而移 动是病毒在个体中的位移。
(二)、一般特性:
传播实验:是鉴定病毒的必要手段 (1)、植物病毒的有效传播,近距离主要依靠
活体接触摩擦而传播,远距离则依靠寄主繁 殖材料和传毒介体的传带。 (2)、了解传播的意义:了解植物病毒的自然 传播方式,不仅对病害的控制具有重要意义, 而且对于植物病毒的鉴定和分类具有很高的 价值。
病毒 子代病毒
以(+)ssRNA病毒的核酸复制为例,介绍病毒 复制的一般过程。
1、进入活细胞并脱壳:植物病毒以被动方式通过微伤(机 械伤或介体造成伤口)直接进入活细胞,
2、并释放核酸,释放核酸的过程也称为脱壳 (uncoating)(图中第1、2步)。
3、 核酸复制和基因表达:核酸复制是传递遗传信息的中 心环节,包括产生子代病毒的核酸,和产生翻译病毒蛋白 质的mRNA。脱壳后的病毒核酸直接作为mRNA,利用寄 主提供的核糖体、tRNA、氨基酸等物质和能量,翻译形成 病毒专化的RNA依赖性RNA聚合酶(RNA—dependent RNA polymerase,RdRp)(图中第3步)