[转移贴]PNAS: 真菌中首次发现DNA病毒

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原贴由wwwkkk83发表于 2010-5-9 10:12


来自华中农业大学植物科学技术学院，农业微生物学国家重点实验室的研究人员在真菌中首次发现DNA病毒，他们不仅发现这一病毒的侵染特性与双生病毒具有显著的区别（双生病毒仅能依赖昆虫介体传播，其病毒粒体和DNA均没有转染特性），而且这一病毒可能还具有良好的生防潜能。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》上。

文章的通讯作者是华中农业大学姜道宏教授，其现为植物病理学教授，博士生导师，主要研究方向是植物病害生物防治和分子植物病理学。文章的第一作者是植物病理学专业硕士研究生于晓同学和博士研究生李博同学。

感染真菌并在其体内增殖的病毒称为真菌病毒（Mycovirus，或Fungal virus），目前已在所有类型的真菌中发现有真菌病毒；在早期，所有发现的真菌病毒均为RNA病毒，没有发现DNA病毒。利用致病力衰退相关的真菌病毒控制作物真菌病害具有潜在的优势，是国内外生物防治学者致力研究的重要方向之一。

在这篇文章中，研究人员自油菜菌核病病原菌核盘菌致病力衰退菌株DT-8中分离鉴定出DNA病毒（SsHADV-1）。研究表明SsHADV-1与核盘菌的致病力衰退紧密相关，健康菌株一旦获得SsHADV-1将转变成为没有致病力的弱毒菌株。该病毒在分类上与侵染植物的双生病毒科病毒既有一定联系，又有显著区别，是一种新的DNA病毒。证实SsHADV-1可以在寄主的营养体不亲和型个体之间扩散和复制，并引起寄主健康个体出现致病力衰退。在PEG的介导下，SsHADV-1的粒子或其DNA均可以成功转染核盘菌的原生质体。这些研究结果不仅表明SsHADV-1的侵染特性与双生病毒具有显著的区别（双生病毒仅能依赖昆虫介体传播，其病毒粒体和DNA均没有转染特性），而且也预示SsHADV-1具有良好的生防潜能。

在真菌中发现与致病力衰退相关的DNA真菌病毒具有重要的理论意义和实践价值。主要包括以下4个方面：

1．长期以来，真菌中是否存在DNA病毒一直是一个谜团，甚至有学者认为真菌中可能存在一种特殊的机制用来抑制DNA病毒的复制和增殖。SsHADV-1的发现强有力证实可以为DNA病毒复制和增殖提供所需的物质和场所；同时也为DNA病毒与寄主互作研究提供了全新的系统。

2. 核盘菌是非常重要的作物病原真菌，可以侵染450多种植物，其引起的菌核病严重威胁到我国油菜和大豆等多种作物的安全生产。由于缺乏高效的防治措施，菌核病安全控制一直是攻关的难点。SsHADV-1的发现为菌核病的生物防治提供了一种潜在的新途径。我们的后续研究也发现在我国多个油菜产区都分离到这种DNA病毒，预示该病毒在田间是广泛存在的。一旦将SsHADV-1释放到田间，极有可能导致核盘菌群体出现致病力衰退，降低菌核病的发病率。另一方面，SsHADV-1的基因组较小，便于遗传操作，可望作为一种抗病基因资源用于作物转基因抗菌核病研究。

3．双生病毒是非常重要的植物病毒，严重威胁大多数热带和亚热带地区的农业安全生产，由于耕作制度的改变及全球气温变暖等因素，双生病毒的为害区域有不断扩大之趋势。目前双生病毒起源问题仍然是一个谜团。有假设认为双生病毒祖先起源于红藻中类似质粒的ssDNA复制子（replicon），逐步捕获新的基因及其它遗传元件以适应于植物中复制和增殖，并认为在双生病毒之前可能存在一种类似玉米线条病毒的祖先（pre-mastrevirus）。SsHADV-1具有类似于双生病毒进化中较早祖先的结构特点，为双生病毒的起源和进化研究提供了新的科学证据。

4. 研究组的后续研究证实SsHADV-1基因组的DNA克隆具有侵染性，通过PCR扩增获得病毒的全长DNA，将其环化后，可以在PEG介导下成功感染核盘菌的原生质体。正如双生病毒已经发展成为研究植物分子生物学特性的遗传工具，SsHADV-1的基因组小，易操作，也可能改造成为一种用于真菌遗传操作的工具。

原文 ：A geminivirus-related DNA mycovirus that confers hypovirulence to a plant pathogenic fungus

Mycoviruses are viruses that infect fungi and have the potential to control fungal diseases of crops when associated with hypovirulence. Typically, mycoviruses have double-stranded (ds) or single-stranded (ss) RNA genomes. No mycoviruses with DNA genomes have previously been reported. Here, we describe a hypovirulence-associated circular ssDNA mycovirus from the plant pathogenic fungus Sclerotinia sclerotiorum. The genome of this ssDNA virus, named Sclerotinia sclerotiorum hypovirulence-associated DNA virus 1 (SsHADV-1), is 2166 nt, coding for a replication initiation protein (Rep) and a coat protein (CP). Although phylogenetic analysis of Rep showed that SsHADV-1 is related to geminiviruses, it is notably distinct from geminiviruses both in genome organization and particle morphology. Polyethylene glycol-mediated transfection of fungal protoplasts was successful with either purified SsHADV-1 particles or viral DNA isolated directly from infected mycelium. The discovery of an ssDNA mycovirus enhances the potential of exploring fungal viruses as valuable tools for molecular manipulation of fungi and for plant disease control and expands our knowledge of global virus ecology and evolution.