第四章植物病毒课件

第四章 植物病毒一、概况二、定义三、植物病毒的形态、结构和成分四、植物病毒的复制和增殖五、植物病毒的传播和移动六、植物病毒的分类与命名七、重要的植物病毒属及典型种八、八、病毒病害的特征病毒病害的特征第四章 植物病毒一、概况1 1一、概况病毒病：病毒病：由病毒引起的病害由病毒引起的病害 病毒是一种核蛋白，由于太小，在光学显微镜下见不到，只能在活的寄主细胞内完成自身复制，并具有侵染能力，又称分子寄生物。病毒可侵染动、植物及微生物，可引起人的流行性感冒、小儿麻痹症、狂犬病、天花和肿瘤等。也能侵害真菌、细菌和菌原体。包括：包括：病毒、类病毒病毒、类病毒症状：症状：植株生长不良，矮化、萎缩、畸形、变色植株生长不良，矮化、萎缩、畸形、变色危害危害:病毒总数已超过2000种，其中1/4可危害植物。一种病毒可危害一至几种植物，一种植物可被一至几种病毒侵染。病毒是仅次于真菌的第二大病原物。病毒为基因工程的研究提供了材料。一、概况病毒病：由病毒引起的病害2 2关于植物病毒病害的记载关于植物病毒病害的记载 荷兰郁金香杂色病荷兰郁金香杂色病(1576)欧洲马铃薯退化病欧洲马铃薯退化病(1775)Dubos(1958)曾描述了当时流行的曾描述了当时流行的“郁金香热郁金香热”:一一株受侵染的球根可以换到数头公牛、猪或者绵羊，几吨株受侵染的球根可以换到数头公牛、猪或者绵羊，几吨谷物，成千磅干酪，甚至一个磨房。一个年青的姑娘以谷物，成千磅干酪，甚至一个磨房。一个年青的姑娘以拥有一只杂色花作为她的嫁妆而感到无比的幸福。拥有一只杂色花作为她的嫁妆而感到无比的幸福。关于植物病毒病害的记载 Dubos(1958)3 3 二、植物病毒的定义二、植物病毒的定义l l定定义义：通通常常包包被被于于保保护护性性的的蛋蛋白白(或或脂脂蛋蛋白白)衣衣壳壳中中，只只能能在在适适宜宜的的寄寄主主细细胞胞内内完完成成自自身身复复制制的的一一个个或或一一套基因组核酸分子。病毒又称分子寄生物。套基因组核酸分子。病毒又称分子寄生物。l l特点：特点：形体微小，缺乏细胞结构；形体微小，缺乏细胞结构；基因组只含一种核酸基因组只含一种核酸(DNA(DNA或或RNA)RNA)；依靠自身的核酸进行复制；依靠自身的核酸进行复制；缺乏完整的酶和能量系统；缺乏完整的酶和能量系统；严格寄生性的细胞内专性寄生物。严格寄生性的细胞内专性寄生物。l种类：植物病毒植物病毒动物病毒动物病毒 细菌病毒细菌病毒真菌病毒真菌病毒 二、植物病毒的定义4 4（一）病毒的形态 病毒粒体：形态完整(成熟)的侵染性病毒粒子。大部分病毒大部分病毒为球状，杆状和线状,少数为弹状,杆菌状和双联体状等。三、植物病毒的形态、结构和成分（一）病毒的形态三、植物病毒的形态、结构和成分5 51、球状病毒：、球状病毒：直径直径大多在20-35nm，少数可以达到70-80nm,也称为多面体病毒或十二面体病毒，球体构造并不是光滑的球面，而是由很多正三角形有规则地排列组合成的，典型的有二十个。2、杆状病毒：、杆状病毒：为20-80nm100-250nm，两端平齐，少数两端钝圆。杆状病毒粒体刚直,不易弯曲。3、线状病毒：、线状病毒：为11-13nm750nm,个别可达2000nm以上；线状病毒的两端也是平齐的，粒体有不同程度的弯曲。4、弹状病毒：、弹状病毒：58-240nm18-90nm5、联体病毒：、联体病毒：病毒由大小相同的两个近球形粒体组成。1、球状病毒：直径大多在20-35nm，少数可以达到70-86 61 1、球状病毒：、球状病毒：球状病毒的结构较复杂，其实并非光滑的球体，而是由二十个正三角形球状病毒的结构较复杂，其实并非光滑的球体，而是由二十个正三角形组合而成。它有二十个面、十二个顶点和三十个边，面、顶点或边都是对组合而成。它有二十个面、十二个顶点和三十个边，面、顶点或边都是对称的。称的。（二）植物病毒的结构 病毒粒体是由一或多个核酸分子（DNA or RNA）包被在蛋白或脂蛋白衣壳（Capsid）里构成的。弹状病毒粒体外面有囊膜包被。1、球状病毒：（二）植物病毒的结构7 72 2、杆状或线条状、杆状或线条状植物病毒粒体的中间是螺旋状的核酸链，外面是由许多蛋白质亚基组成的衣壳，中间是空管。蛋白质亚基也排列成螺旋状,核酸链就嵌在亚基的凹痕处。以烟草花叶病毒的粒体为例,每个粒体大致有2100个蛋白质亚基，排个蛋白质亚基，排成成130圈，每圈亚基间圈，每圈亚基间隔约2.3nm，每三圈有49个亚基。其粒体直径个亚基。其粒体直径是是18nm，核酸链的直，核酸链的直径是径是8nm。2、杆状或线条状植物病毒粒体的中间是螺旋状的核酸链，蛋白质亚8 8（三）植物病毒的组分（三）植物病毒的组分 植物病毒主要成分是核酸和蛋白质，核酸在内部，外部由蛋白质包被，植物病毒主要成分是核酸和蛋白质，核酸在内部，外部由蛋白质包被，称为外壳。合称为核蛋白或核衣壳。有的病毒粒体中还含有少量的糖蛋白或称为外壳。合称为核蛋白或核衣壳。有的病毒粒体中还含有少量的糖蛋白或脂类。脂类。类病毒则没有蛋白质外壳，仅为类病毒则没有蛋白质外壳，仅为RNA的分子。的分子。1、蛋白质：占粒体重量蛋白质：占粒体重量6090，由多种氨基酸形成多肽链，对核酸起保，由多种氨基酸形成多肽链，对核酸起保护作用护作用 病毒的核酸决定了衣壳蛋白的氨基酸组成，蛋白多肽链经过三维折叠形成衣壳的基本结构单位，称作蛋白亚基，多个蛋白亚基聚集形成壳基，因聚集的蛋白亚基数目不同，又有二聚体、三聚体、五邻体、六邻体。植物病毒有两种基本结构方式：螺旋对称型结构和等面体对称型结构。病毒蛋白的抗原决定蔟 蛋白种类：结构蛋白衣壳蛋白、囊膜蛋白 非结构蛋白复制所需的酶、运动功能蛋白 （三）植物病毒的组分9 92、核酸：核酸：占粒体重量占粒体重量540，由多核苷酸构成；核酸是病毒的核心，由多核苷酸构成；核酸是病毒的核心,组成了病组成了病毒的遗传信息组毒的遗传信息组-基因组基因组(genome)，决定病毒的增殖、遗传、变异和致病，决定病毒的增殖、遗传、变异和致病性。性。（1）植物病毒的核酸类型 植物病毒的核酸只有植物病毒的核酸只有RNA或或DNA两种，两种，按照复制过程中功能的不同，可分为5种类型：正单链RNA病毒（positive single strand RNA，+ssRNA）单链RNA可以直接翻译蛋白，起mRNA的作用。70%以上的病毒属于此类。如TMA、CMA、PVX、PVY。负单链RNA病毒（negative single strand RNA，-ssRNA）RNA必须先转录成互补链，才能翻译蛋白。如小麦丛矮病毒（WRDV），弹状，外有囊膜。2、核酸：1010 双链RNA（double strand RNA，dsRNA）核酸为互补的双链，其中负链RNA转录出正链RNA，才能作为mRNA翻译蛋白。如呼肠孤病毒、水稻矮缩病毒（RDV）和玉米粗缩病毒（MRDV），粒体为多面体。单链DNA病毒（ssDNA）复制时，单链DNA先合成双链DNA，以常规途径转录mRNA。如双联病毒科。双链DNA（dsDNA）为互补双链DNA。如花耶菜花叶病毒（CaMV）。双链RNA（double strand RNA，dsR1111核酸类型核酸类型病毒种类数病毒种类数百分比百分比%(+)ssRNA(+)ssRNA62062068.2168.21(-)ssRNA(-)ssRNA10010011.0011.00dsRNAdsRNA48485.285.28ssDNAssDNA10710711.7711.77dsDNAdsDNA34343.473.47909909植物病毒核酸类型和病毒种类数植物病毒核酸类型和病毒种类数据据ICTVICTV病毒分类第七次报告统计病毒分类第七次报告统计核酸类型病毒种类数百分比%(+)ssRNA62068.21(1212（2）核酸的比例 球型粒体病毒 1545%，线性病毒 56%，弹状病毒 1%。（2）核酸的比例1313（3）核酸的多分体现象和多分体病毒）核酸的多分体现象和多分体病毒 植物病毒所特有，仅存在于+ssRNA病毒中。指病毒的基因组分布在不同的核酸链上，分别包装在不同的病毒粒体里。由于遗传信息分开了，单独一个粒体不能侵染，必须是一组几个同时侵染才能全部表达遗传特性，这种分段的基因组为多组分基因组；含多组分基因组的病毒为多分体病毒。单分体病毒：单分体病毒：指整个遗传信息存在于一条核酸链上，包被在一种粒体中的病毒 如TMV、PVX、PVY双分体病毒：双分体病毒：指遗传信息为双组分基因组包被在两种粒体里的病毒，如烟草脆裂病毒属（Tobravirus)、蠕传病毒属三分体病毒：三分体病毒：指核酸包被在三种粒体中的病毒。如CMV、AMV有四条核酸链但被包装在三种或四种粒子中。（3）核酸的多分体现象和多分体病毒 1414（4）卫星病毒 在某些多分体病毒内发现了小分子量的RNA，与病毒RNA没有同源性，单独不能侵染，要依赖病毒的核酸才能侵染和增殖，这就是sRNA（satellite RNA）。sRNA与它依赖的辅助病毒包在同一衣壳内，能抑制辅助病毒的复制，可以看成是辅助病毒的寄生物，常用于生防和基因工程。（4）卫星病毒15153、水分、矿质元素、脂类物质、水分、矿质元素、脂类物质 除核蛋白外，还含有水分，如在芜菁黄花叶病毒的结晶体中，含水量达58%。弹状病毒囊膜中含碳水化合物，有的含糖蛋白。有些病毒含多胺，主要是精胺和亚精胺。用于稳定折叠的核酸分子；有的含钙、钠、镁离子，稳定核酸和蛋白的结合。3、水分、矿质元素、脂类物质1616四、植物病毒的复制和增殖四、植物病毒的复制和增殖 植物病毒的复制要完成核酸的复制和病毒核酸信息的表达两个过程。（一）病毒基因组的复制 从亲代向子代病毒传送核酸性状的过程，即病毒的基因传递 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，RNA-DNA，大部分是由RNA直接复制RNA。寄主细胞要提供场所、原材料、能量、酶、膜系统。病毒提供膜版核酸、专化的聚合酶。四、植物病毒的复制和增殖1717（二）植物病毒基因组信息的表达 1、病毒核酸的转录 无论植物病毒含何种核酸，要翻译出蛋白必须经过mRNA过程。+ssRNA可作为mRNA直接使用。其他病毒都需要转录。DNA病毒需要寄主的转录酶；-ssRNA需要随病毒粒体一同带入的复制酶；dsRNA部分可作为mRNA使用，另外一部分需要转录。这类核酸又被称为双义RNA。（二）植物病毒基因组信息的表达18182、植物病毒核酸的表达 +ssRNA基因组在真核生物蛋白合成中的五种翻译策略。（1）亚基因组RNAs策略 由基因组3末端转录产生一到多个亚基因组RNA，从各个亚基因组5端的开放阅读框架翻译出功能性蛋白，如TMV。（2）多聚蛋白策略 如PVY（3）多分体基因组策略 如 CMV（4）通读蛋白策略 如TMV复制酶的翻译（5）核糖体移码策略 一般RNA病毒翻译产物在4-5种，有得多达9种，包括病毒编码复制酶、衣壳蛋白、运动蛋白、传播辅助蛋白、蛋白酶等，有些产物会与病毒核酸或寄主蛋白聚集起来形成内含体。2、植物病毒核酸的表达19193、植物病毒的基因组结构及功能 以烟草花叶病毒为例。（1）基因组结构及表达 TMV为+ssRNA，基因组核酸全长6395个核苷酸，共有5个开放阅读框架。核酸的5端有帽子结构，3端有类似tRNA的结构。（2）TMV蛋白质 的生物学功能 3、植物病毒的基因组结构及功能2020（三）植物病毒的增殖 病毒进入活细胞后脱壳，病毒核酸复制，亚基因组核酸翻译出3种蛋白，其中包括衣壳蛋白，然后核酸和衣壳蛋白组成新的病毒粒体。（三）植物病毒的增殖2121五、植物病毒的传播和移动（一）定义：（一）定义：l传播传播(transmission)植物病毒从一植株转移或扩散到其他植物株的过程。l移动移动(movement)从植株的一个局部到另一局部的过程。l l系统侵染的病毒在叶片组织中的分布是不均匀的，系统侵染的病毒在叶片组织中的分布是不均匀的，这是因为病毒的扩展始终受到寄主的抵抗。一般来这是因为病毒的扩展始终受到寄主的抵抗。一般来讲，植物旺盛生长的分生组织很少含有病毒，如茎讲，植物旺盛生长的分生组织很少含有病毒，如茎尖、根尖，这也是通过分生组织培养获得无毒植株尖、根尖，这也是通过分生组织培养获得无毒植株的依据。的依据。五、植物病毒的传播和移动（一）定义：2222（二）病毒的传播 介体传播 非介体传播 病毒均为被动传播，传播距离一般较短。从表4-1看出，机械传播和蚜虫传播的病毒属最多，均在十个属以上。种子、叶蝉、叶甲、线虫、真菌传播5-8个属，飞虱、粉虱、蓟马、螨类和花粉传播的属较少。甲虫传播的病毒都可以机械传播，蚜虫传播的病毒大多也可机械传播，花粉传播的病毒均可种子传播。（二）病毒的传播23231、介体传播 植物病毒的介体很多,主要有昆虫、螨类、线虫、真菌、菟丝子等，其中以昆虫最为重要。已知昆虫介体400多种，其中1/2为蚜虫，1/3为叶蝉。（同翅目）介体传毒的基本概念介体传毒的基本概念 昆虫介体昆虫介体 土壤中的介体土壤中的介体第四章植物病毒课件2424介体传毒的基本概念介体传毒的基本概念(1)介体传毒过程可分为几个时期介体传毒过程可分为几个时期:获毒获毒(取食取食)期期是指介体获得病毒所需的取是指介体获得病毒所需的取食时间时间。潜伏期潜伏期是指介体从获得病毒到能传播病毒的时间是指介体从获得病毒到能传播病毒的时间。接毒接毒(取食取食)期期 是指介体传播病毒所需的取是指介体传播病毒所需的取食时间。时间。持毒期持毒期是指介体能保持传毒能力的时间。是指介体能保持传毒能力的时间。(2)介体与所传病毒之间的关系：介体与所传病毒之间的关系比较复杂，介体与所传病毒之间的关系：介体与所传病毒之间的关系比较复杂，主要根据病毒是否在虫体内循环、是否增殖以及介体持毒时间长短病毒是否在虫体内循环、是否增殖以及介体持毒时间长短来划分。病毒经口针、前消化道、后消化道，进入血液循环后到达唾液腺，再经口针传播的过程称为循回,这种病毒与介体的关系称为循回型关系循回型关系。相互关系相互关系相互关系相互关系传播方式传播方式传播方式传播方式饥饿饥饿饥饿饥饿效果效果效果效果蜕皮蜕皮蜕皮蜕皮得毒得毒得毒得毒时间时间时间时间虫体内循环虫体内循环虫体内循环虫体内循环传毒传毒传毒传毒时间时间时间时间保毒期保毒期保毒期保毒期汁液接种汁液接种汁液接种汁液接种非循回型非循回型非循回型非循回型 口针型口针型口针型口针型非持久性非持久性非持久性非持久性有有有有失毒失毒失毒失毒秒分秒分秒分秒分无无无无秒分秒分秒分秒分分时分时分时分时易易易易 非增殖型非增殖型非增殖型非增殖型 循回型循回型循回型循回型 增殖型增殖型增殖型增殖型半持久性半持久性半持久性半持久性持久性持久性持久性持久性持久性持久性持久性持久性无无无无无无无无无无无无失毒失毒失毒失毒不失毒不失毒不失毒不失毒不失毒不失毒不失毒不失毒分时分时分时分时分时分时分时分时时日时日时日时日无，时分无，时分无，时分无，时分分时分时分时分时日周日周日周日周分时分时分时分时分时分时分时分时时日时日时日时日时日时日时日时日日周日周日周日周周终周终周终周终能至不能能至不能能至不能能至不能能至不能能至不能能至不能能至不能大多不能大多不能大多不能大多不能植物病毒与介体昆虫的生物学传毒关系植物病毒与介体昆虫的生物学传毒关系介体传毒的基本概念相互关系传播方式饥饿效果蜕皮得毒虫体内2525l l非持久性：非持久性：昆虫获毒后立刻就能传毒，但很快即会失去传毒能力。昆虫获毒后立刻就能传毒，但很快即会失去传毒能力。l l半半持持久久性性：昆昆虫虫在在获获毒毒后后不不能能马马上上传传毒毒，要要经经过过一一段段时时间间才才能能传传毒毒，这这段段时时间间叫叫做做“循循回回期期”。昆昆虫虫保保持持传传毒毒能能力力是是有有一一定定期期限限的的，一一般般为为数数日日至至十十余余日日，其其原原因因是是由由于于病病毒毒要要通通过过昆昆虫虫的的体体液液，再再回回到到唾唾腺腺。但但病病毒毒不不能能在在昆昆虫虫体体内内繁繁殖殖，因因此此保保持持传传毒毒时时间间是是有有限限的的，一一旦旦病病毒毒排排完完后后，传播能力即告结束，这类昆虫有蚜虫及部分叶蝉。传播能力即告结束，这类昆虫有蚜虫及部分叶蝉。l l持持久久性性：昆昆虫虫获获毒毒后后也也要要经经过过一一定定的的时时间间才才能能传传毒毒。但但此此类类昆昆虫虫一一旦旦传传毒毒后后，终终生生保保持持传传毒毒能能力力，病病毒毒可可以以在在昆昆虫虫体体内内繁繁殖殖。因因此此这这类类昆昆虫虫体体内的病毒浓度不会降低，甚至其后代亦可传毒。内的病毒浓度不会降低，甚至其后代亦可传毒。非循回型全是非持久性的。蚜虫传非持久型病毒，飞虱和叶蝉传持久型病毒。带毒蚜虫在2-3株健株上取食后，丧失传毒能力；获毒后禁时1小时也丧失传毒能力；饲毒前禁食15-60分钟可提高传毒率。根据介体持毒时间的长短根据介体持毒时间的长短可以分为非持久性、半持久性非持久性、半持久性和和持久性持久性三种相互关系。三种相互关系。非持久性：昆虫获毒后立刻就能传毒，但很快即会失去传毒能力。非2626（3）介体与病毒专化性识别的可能机制 蚜虫的试探取食习性 介体内的专化性持毒位点：前消化道、口针、后肠壁。与衣壳蛋白专化。辅助因子：病毒编码的蛋白。（3）介体与病毒专化性识别的可能机制2727昆虫介体昆虫介体 蚜虫蚜虫叶蝉和飞虱叶蝉和飞虱其它昆虫介体还有刺吸式口器的其它昆虫介体还有刺吸式口器的白粉虱、粉蚧，刮吸式口器的蓟马、咀白粉虱、粉蚧，刮吸式口器的蓟马、咀嚼式口器的甲虫、蚱蜢嚼式口器的甲虫、蚱蜢等等等等.土壤中的介体土壤中的介体主要是土壤的线虫或真菌传播病毒线虫传毒线虫传毒 真菌传毒真菌传毒昆虫介体土壤中的介体2828昆虫介体蚜虫：可传160多种病毒，马铃薯蚜可传40-50种病毒，桃蚜可传100多种。CMV可由75种蚜虫传播。非持久性病毒多在寄主表皮细胞、薄壁细胞或栅状组织中。半持久性病毒多在韧皮部内，需要较长的获毒时间。持久性病毒有38种，病毒可在介体内繁殖，有的可经卵传。第四章植物病毒课件2929叶蝉和飞虱 在15000种叶蝉中，只有49种是病毒的传播介体；飞虱亚目中的一部分是传播介体；介体寄主主要是禾本科植物的如水稻矮缩病，小麦丛矮病和玉米粗缩病。叶蝉和飞虱传播的大多是增殖型病毒，大多终生传毒，灰飞虱传播的小麦丛矮病毒、黑尾叶蝉传播的水稻矮缩病毒可经卵传40代。白粉虱、粉蚧、蓟马、咀嚼式口器的甲虫、蚱蜢也可传播。叶蝉和飞虱3030土壤中的介体 土壤中的介体主要指线虫和真菌。已经知道5个属的38种线虫可传播80种病毒。其中多数属于蠕传病毒属和烟草脆裂病毒属的病毒。传毒真菌主要是油壶菌属、多粘菌属和粉痂菌属的5种真菌，能传播20种病毒。土壤中的介体传毒距离有限，主要是由根部侵染，远距离传播主要靠种子和苗木。土壤中的介体31311，线虫传毒 主要是外寄生性线虫，属于毛线目的长针线虫、剑线虫和拟长针线虫。传播的病毒属于蠕传病毒属和烟草脆裂病毒属。获毒时间一般为1560分钟，不经潜育即可传毒。病毒粒体被选择性吸附在前消化道，随分泌的唾液一起传给寄主细胞。病毒在线虫体内虽不能复制，但能保持相当长的时间，有时可长达一年。线虫蜕皮后失去传毒能力。线虫与所传病毒之间是专化的，毛刺线虫只能传播烟草脆裂病毒，长针线虫科只能传播蠕传病毒属病毒。在种和株系间也表现专化性。1，线虫传毒32322，真菌传毒 油壶菌可传12种病毒，如烟草坏死病毒、莴苣巨脉病毒、黄瓜坏死病毒。根肿菌目可传17种病毒，如多粘菌传的甜菜坏死黄脉病毒和麦类黄化叶病毒。菌传病毒可分为持久性和非持久性两类。持久性传毒可经游动孢子传播，如多粘菌和马铃薯粉痂病菌传播的棒状病毒。锈菌和白粉菌也有传播线虫的报道。2，真菌传毒33332、非介体传播 （一）机械传播 如烟草花叶病毒、马铃薯X病毒、黄瓜花叶病毒。引起花叶症状的病毒或由蚜虫、线虫传播的病毒较易机械传播，黄化型病毒和存在于韧皮部的病毒则不易。（二）无性繁殖材料和嫁接传播 病毒都是系统侵染，除植物茎尖外，各部都能带毒。如马铃薯、大蒜、苹果树病毒病等。嫁接能传播病毒、菌原体和类病毒等。（三）种子和花粉传播 大约1/5的病毒可以种传。种传的主要危害表现在早期侵染和远距离传播。2、非介体传播3434 种传病毒的寄主以豆科、葫芦科、菊科植物为多，茄科植物很少。母株早期受侵染，病毒才能侵染花器，病毒进入种胚才能产生带毒种子，仅在种皮或胚乳带毒常不能种传。种子带毒率变化很大，如大麦条纹花叶病毒可达90%-100%，黄瓜花叶病毒可达1%-50%。种传病毒大多可以机械传，表现花叶，也可由蚜虫非持久性传播。随种子成熟度提高，带毒率降低，刚采收的种子带毒率高，贮存后逐渐降低。部分木本植物的病毒可由花粉传播，如桃环斑病毒、悬钩子环斑病毒等。蜜蜂可间接传毒。种传病毒的寄主以豆科、葫芦科、菊科植物为多，3535（二）（二）病毒在寄主体内的移动病毒在寄主体内的移动是被动的是被动的（1）细胞间转移：通过胞间连丝，转移慢）细胞间转移：通过胞间连丝，转移慢,810个细胞个细胞d（0.01-2mm/d)胞间联丝是细胞间物质运输的通道。内含链管，两个膜之间的空间约为5纳米，胞间联丝的分子排阻限是8001000u，病毒粒体或核酸的分子量在105-6u，是运动蛋白扩大胞间联丝通透性。另外病毒并不是总以完整粒体形式通过。病毒移动速度受温度影响，一般每小时几个纳米。不同部位病毒含量不一致。（二）病毒在寄主体内的移动是被动的3636（2）长距离移动：筛管：快速筛管：快速转移，转移，0.1-0.5cm/hr 不完全是被动不完全是被动通过韧皮部，甲虫传播的病毒是通过木质部。移动速度每分钟几个厘米。病毒运动蛋白在运动中发挥很大作用。病毒移动的主流方向是与营养方向一致。（2）长距离移动：筛管：快速转移，通过韧皮部，甲虫传播的病毒3737六六 植物病毒的分类与命名植物病毒的分类与命名 病毒作为一界，动、植物和微生物病毒实现了科、属、种的分类。（一）植物病毒的分类1、分类依据 核酸类型，链数，粒体有无脂蛋白包膜，病毒形态和核酸分段。六 植物病毒的分类与命名3838 植物病毒共分为15个科，73个属，977个种或可能种。见图4-11。2、分类方法 明确科、属、种的关系，科下为属，属下有典型种、种和暂定种。病毒类似物 卫星病毒：能编码衣壳蛋白 卫星核酸（卫星RNA）：不能编码衣壳蛋白，可能是 寄主对病毒侵染产生的一类保卫性物质。类病毒：双链环状的RNA，单独能引起侵染。拟病毒：粒体小，属于RNA病毒遗传物质的一部分，单独不能增殖。朊病毒：只有蛋白质的侵染因子。植物病毒共分为15个科，73个属，977个种39393 3、病毒的株系、病毒的株系、病毒的株系、病毒的株系（strain）：是病毒种下的变种，具有生产上）：是病毒种下的变种，具有生产上的重要性。当分离到一种病毒，但还未完全了解其特征、不能的重要性。当分离到一种病毒，但还未完全了解其特征、不能确定分类地位时，常称为确定分类地位时，常称为“分离物分离物”或或“分离株分离株”（isolate）。）。第四章植物病毒课件4040（二）植物病毒的命名 寄主 +症状 +virus Tobacco mosaic virus （TMV）Cucumber mosaic virus （CMV）属名采用缩写，如烟草花叶病毒属为：Tobamovirus 类病毒（viroid）在命名中采用缩写Vd，如马铃薯纺锤块茎类病毒（Potato spindle tuber viroid）缩写为PSTVd。（二）植物病毒的命名4141七、病毒病害的特征及诊断七、病毒病害的特征及诊断以花叶、矮缩、坏死为多见。无病征。以花叶、矮缩、坏死为多见。无病征。七、病毒病害的特征及诊断以花叶、矮缩、坏死为多见。无病征。4242八、八、植物病毒的鉴定原理植物病毒的鉴定原理 鉴定是要确定一种病毒在分类系统中的地位。以前多采用生物学实验方法，现在增加了分子生物学方法和手段。（一）生物学实验 用实验方法证明病毒与病害的直接相关性。明确传播方式、症状类型、寄主范围等。鉴别寄主是必须的。常用机械、嫁接以及菟丝子传播方式，虫传实验较费事。方法简单，反应灵敏，但工作量大，重复性差。TMV和CMV在三种鉴别寄主上的反应病毒病毒普通烟普通烟心叶烟心叶烟黄瓜黄瓜TMVTMV系统花叶系统花叶局部枯斑局部枯斑不感染不感染CMVCMV系统花叶系统花叶系统花叶系统花叶系统花叶系统花叶八、植物病毒的鉴定原理病毒普通烟心叶烟黄瓜TMV系统花叶局4343 负染技术：通过重金属盐在样品四周的堆积而加强样品外围的电子密度，是样品显示负的反差。负染色比正染色速度快，分辨率高。免疫电镜技术。抗血清（三）血清学技术 抗血清制备。琼脂双扩散法。抗原1 抗原2 酶联免疫吸附（enzyme linked immune sorbent assay-ELISA）。灵敏度高、快速、专化性强、重复性好、检测面广。见图4-13。（二）电子显微镜技术 电镜使用的是短波电子流，分辨率达10-10nm，比光学显微镜高千倍以上。样品厚度在10100nm。负染技术：通过重金属盐在样品四周的堆积而加强4444（四）核酸杂交及PCR技术 血清学是检测蛋白，核酸杂交和聚合酶链式反应PCR是检测核酸。核酸杂交主要在DNA和RNA之间进行，因为二者之间存在着碱基互补关系。在一定条件下，RNADNA形成异质双链的过程称为杂交。其中预先分离纯化或合成的已知核酸序列片断叫做杂交探针，也称为cDNA探针。通过分子杂交可检测出相近病毒间的同源程度。PCR是体外基因扩增法，可在试管内将所研究的目的基因或DNA片断在数小时内扩增上百万倍。PCR反应最重要的是引物（一般20个核苷酸长度）和Taq DNA聚合酶。反应要经过加热变性-退火结合-DNA合成这一循环。退火温度一般在75度。PCR可检测特定DNA是否存在。（四）核酸杂交及PCR技术4545（五）物理化学等特性 1，稀释限点(DEP)：保持病毒侵染力的最高稀释度。2，钝化温度(TIP)：处理十分种使病毒丧失活性的最低温度。一般在5570C，TMV在97C。3，体外存活期(LIP)：在室温下，病毒抽提液保持侵染力的 最长时间。一般在数天到数月。4，沉降系数（S）：指病毒在20度水中在1达因的引力下 的沉降速度。单位厘米/秒。5，光谱吸收特性：260/280紫外线峰值比表示核酸与蛋白 质含量的比值。比值小多为线型。6，病毒的化学特性：指核酸的类型、核酸的链数以及分子量。（五）物理化学等特性4646九、九、重要的植物病毒属及典型种重要的植物病毒属及典型种1、烟草花叶病毒TMV 病毒直杆状，直径18nm，长300nm。核酸占5%，蛋白质占95%。核酸为+ssRNA。寄主范围广，传播不需要介体，靠接触传播，有时靠种子传播。TMV体外存或期在几个月以上，在干燥的叶片中可以存活50多年。稀释限点10-410-7，钝化温度90C左右。主要侵染烟草、番茄等作物，引起花叶病。混有病残体的肥料、种子、土壤、烟末都可成为初侵染来源。干旱少雨发病重，前茬为茄科植物或油菜、萝卜发病重。鉴别寄主是心叶烟和珊西烟，区分不同株系要血清学或分子生物学手段。九、重要的植物病毒属及典型种47472、马铃薯Y病毒属及PVY Potyvirus是植物病毒中最大的一个属，含有75个种和93个可能种。属于马铃薯Y病毒科。病毒线状，长750nm，直径11-15nm。主要由蚜虫非持久性传播，也可通过机械传播。所有种均产生风轮状内含体。大部分病毒寄主范围限于特定的科，如PVY-茄科、MDMV（玉米矮花叶病毒）-禾本科，SMV（大都花叶病毒）-豆科。病毒为+ssRNA，核酸占56%。体外存活期24天，钝化温度5065C，稀释限点10-210-6。主要侵染马铃薯、番茄、烟草等，引起皱缩花叶、明脉、斑驳、坏死条斑和脉带花叶等。PVY在茄科植物和杂草上越冬，以桃蚜和机械方式传播，抗病品种和药剂有一定防效。2、马铃薯Y病毒属及PVY48483、黄瓜花叶病毒属及CMV 此属有3个成员。CMV粒体球形，直径28nm。为三分体病毒，核酸占18%。已发现CMV有卫星RNA存在。寄主范围广泛，67科470种植物，被称为“流感性病毒”，不同株系在形状上有差异。花叶是基本症状，在番茄上表现厥叶。最好的繁殖寄主是烟草和黄瓜，局部枯斑寄主为苋色藜、昆诺藜和豇豆。75种蚜虫均能传毒，主要为棉蚜和桃蚜，非持久性传毒，也可机械传播或由种子传播。野生寄主是初侵染来源。在生产上难于防治。主要是寄主范围广，介体多，传毒效率高，无抗性品种。3、黄瓜花叶病毒属及CMV49494、南方菜豆花叶病毒SBMV 病毒球形，直径30nm。核酸占21%，为+ssRNA。主要引起菜豆和豇豆的花叶和斑驳病。传播介体是甲虫。病毒体外存活期20165天，钝化温度9095C，稀释限点10-510-6。株系分化明显，菜豆株系不侵染豇豆，豇豆株系不侵染菜豆；在有些品种上表现局部坏死斑，有些品种上症状较轻。叶甲获毒时间124小时，保毒时间214天，甲虫活动范围大，传毒快。种子带毒率可达34%，调种时应加强检疫。4、南方菜豆花叶病毒SBMV50505、蠕传病毒属及TRSV 典型种为烟草环斑病毒（Tobacco ringspot virus-TRSV）寄主主要是果树，主要由线虫传播，也可通过种子、机械传播。有两条+ssRNA核酸基因组。病毒球状，与线虫之间的关系相当专化。病毒在线虫体内存活时间很长，但不能扶植。体外存活期610天，钝化温度5565C，稀释限点10-4。在烟草、黄瓜上引起环斑。可在多种多年生植物及种子上越冬。汁液、甲虫和蓟马也可传播。5、蠕传病毒属及TRSV51516、黄症病毒属及BYDV 此属有16个种和14个可能种，典型种为大麦黄矮病毒，仅侵染韧皮部组织，由数种蚜虫以持久非增殖型方式传播。核酸为+ssRNA。病毒客侵染禾本科100多种植物，引起黄矮病。病毒的不同株系往往由不同的蚜虫传播，一次得毒可以保持23周时间。野生禾本科植物是病毒的侵染来源。我国率先将病毒的CP基因转入小麦获得了转基因植株，为利用基因工程方法控制病害提供了可能。6、黄症病毒属及BYDV52527、植物呼肠孤病毒属及RDV 含3个种。典型种是伤瘤病毒（wound tumor virus）病毒球形，有棱角，含有12条dsRNA，占22%，核酸可编码出7种结构蛋白。伤瘤病毒主要侵染双子叶植物，在根部形成肿瘤。另两种只侵染禾本科。由叶蝉持久性传播，属于增殖型，机械和种子不能传播。水稻矮缩病毒（Rice dwarf virus）是危害较大的病毒。由黑尾叶蝉传播，循回期1020天，终生传毒，并可经卵传。病毒在虫体内越冬。7、植物呼肠孤病毒属及RDV53538、真菌传杆状病毒属及SWMV 典型种是小麦土传花叶病毒，病毒杆状，有两条+ssRNA。病毒主要由多粘菌和疮痂病菌传播，病毒存在于游动孢子内部，在休眠孢子囊内可存活多年。病毒的体外抗性强，在干叶中存活11年以上，主要危害冬小麦和大麦，汁液也可传播，种子不传。由于休眠孢子在土壤中可存活多年，一旦发病，会多年带毒，防治困难。8、真菌传杆状病毒属及SWMV54549、联体病毒属及TLCV 有三个亚组，I，II亚组的核酸为一条+ssDNA，由叶蝉传播。III亚组为两条+ssDNA，由白粉虱传播。均属持久性传播。烟草曲叶病毒（Tobacco leaf curl virus）属于III亚组，自然寄主为烟草和番茄。每株有5个白粉虱即可传毒，虫体可持续传毒1518天。嫁接发病率可达90%以上，机械、种子和蚜虫均不能传毒。9、联体病毒属及TLCV5555重要的植物病毒属及典型种TMVTMVPVYPVYCMVCMVSBMVSBMVTRSVTRSVBYDVBYDVRDVRDVSWMVSWMVTLCYTLCY形态形态大小大小沉降系数沉降系数核酸蛋白核酸蛋白基因组基因组传播传播寄主寄主重要的植物病毒属及典型种TMVPVYCMVSBMVTRSVB5656十、植物类病毒十、植物类病毒（一）类病毒的发现和定义 类病毒（viroid）是存在于植物中，分子量为1*105左右，具有很高碱基配对的单链环状RNA，它能在寄主体内自主复制，并引起特殊症状。这些症状包括畸形、坏死、变色等。现已发现30多种类病毒，其中23种的核苷酸序列已被分析出来。葡萄黄点病苹果锈果病十、植物类病毒葡萄黄点病苹果锈果病5757（二）类病毒不同于病毒的主要特性1，耐热性：类病毒失活需要100C以上的高温。2，高侵染活性：50100分子可侵染成功，病毒需100万粒体。3，存在部位：仅在细胞核中。4，遗传相近性：G/C比接近，5558%。5，不显性感染：90%以上的寄主都不显症，潜育期可长达几 个月至几年。6，传播方式简单：农具、嫁接刀、种子，个别需节肢动物。（三）类病毒的检测 分两个科：马铃薯纺锤块茎科和鳄梨日斑科。不能用生物学和血清学方法，只能靠核酸杂交和PCR扩增等手段。（二）类病毒不同于病毒的主要特性5858