研究揭示野生柑橘長線形病毒多樣性

柑橘衰退病毒（CTV）引起柑橘樹勢衰退、枝條莖陷點、果實變小等症狀。西南大學柑桔所供圖

■記者 李晨

柑橘屬植物被認為起源于喜馬拉雅山脈的東南丘陵地帶，包括雲南西部等地區。侵染柑橘的病毒多達30多種，而柑橘病毒如何起源仍不得而知。

由柑橘衰退病毒（CTV）造成的柑橘衰退病是柑橘生産中最為嚴重的病害之一，該病害的毀滅性流行曾一度改變了柑橘産業的發展進程。

近日，美國《公共科學圖書館—病原學》在線發表了西南大學柑桔研究所國家柑桔苗木脫毒中心周常勇/曹孟籍團隊的研究論文。

論文利用病毒組學研究揭示野生柑橘中長線形病毒多樣性，為進一步探究促進柑橘病毒暴發的因素以及長線形病毒科的進化史提供了重要信息。

長線形病毒可能原生于柑橘屬

論文共同通訊作者周常勇告訴《中國科學報》，柑橘衰退病毒學名中的tristeza一詞在葡萄牙語中意為悲哀或者憂郁，意指許多柑橘屬植物在嫁接到酸橙或檸檬等砧木上之後所顯現的衰退現象。

他說，葡萄、櫻桃和黑莓等都被多種長線形病毒所侵染，而柑橘衰退病毒是長線形病毒科已知唯一侵染柑橘的成員。

論文共同通訊作者曹孟籍在接受《中國科學報》采訪時說，他們采集了位于柑橘物種起源中心的雲南省哀牢山地區的野生柑橘，利用宏病毒組學方法從中發現了4種長線形病毒，包括已知廣泛分布的柑橘衰退病毒的5種基因型和3種新的長線形病毒。

“在野生柑橘中僅發現了長線形病毒，這表明柑橘衰退病毒和其它的柑橘長線形病毒可能是柑橘類植物原生的，随柑橘寄主共同進化而來，而其它侵染柑橘的病毒可能是從其它植物轉移到栽培柑橘上。”周常勇說。

長線形病毒多樣性遠超認知

曹孟籍說，在漫長的共進化過程中，這些長線形病毒與植物宿主中的真菌、細菌以及其它寄生物共存，使得病毒可以通過水平基因轉移招募不同來源的基因。

他們研究發現，頻繁的水平基因轉移、基因重複和表達策略的改變，塑造了長線病毒科的基因組複雜性和多樣化。

論文共同第一作者、西南大學柑桔研究所脫毒中心碩士研究生劉齊燕說，新鑒定到的病毒表明，長線形病毒科的多樣性遠遠超過之前的認知。因為這些新的長線形病毒與已知的長線形病毒科成員相比序列差異很大，具有與不同來源的細胞生物基因重組的能力，基因組結構和表達策略有較大差異。

他們從侵染柑橘和其它植物的長線形病毒中鑒定出了3個水平轉移基因，即外源基因，分别編碼類甜蛋白、金屬離子轉運蛋白和3-5核酸外切酶。其中，類甜蛋白與作物抵抗真菌和逆境相關，而3-5核酸外切酶是除冠狀病毒以外唯一一例RNA病毒編碼核酸外切酶。

曹孟籍強調，水平基因轉移和基因重複與長線形病毒科成員的基因組大小和複雜性的形成密切相關，而随後的共分化和跨物種傳播事件可能産生了長線形病毒其它各不相同的基因。

應長期監測長線形病毒

論文共同第一作者、西南大學柑桔研究所脫毒中心博士研究生張松介紹，嫁接試驗顯示，其中一種新病毒在不同的柑橘品種上都表現出卷葉相關的症狀，而其它的柑橘長線形新病毒的症狀和流行風險還有待探究。

“我國作為柑橘的起源地之一，其中蘊藏的病毒種類相當豐富，我們的工作提示了野生柑橘資源保護的重要性。一些病毒與柑橘寄主長期共同進化，為了生存之必要并不會在原生寄主上産生非常嚴重的症狀。一旦它們在栽培柑橘中流行并傳播到不同的柑橘品種上，将有可能對柑橘産業形成毀滅性打擊。”周常勇說。

尤其是在現代作物大面積單一栽培的種植模式下，植物更容易受到各種病原體的影響，而貿易全球化又将促使它們向新的區域傳播。

因此，周常勇建議，有必要對這些長線形病毒在不同柑橘品種上的症狀和傳播方式等生物學特性展開研究，并監測其緻病性和流行病學特征，對其可能的傳播渠道加以管控。

是病毒，也能用于控制柑橘病害

曹孟籍告訴《中國科學報》，病毒是一把雙刃劍，作為病原體，它們可能會引起各種農業作物的産量損失。但是，從有益的角度來看，一些由長線形病毒衍生的RNA幹擾載體可用于植物病害的控制。

RNA幹擾又稱轉錄後基因沉默，是指将特異性同源雙鍊RNA導入到細胞内，使目的基因不表達或表達水平下降。

柑橘木虱是引起柑橘黃龍病的主要傳播者。2014年，科學家曾以柑橘衰退病毒為原型開發了RNA幹擾載體，并在柑橘植物中表達誘導柑橘木虱翅膀異型的基因，可作為減輕柑橘黃龍病在田間傳播的臨時解決方案。

“此次發現的新的柑橘長線形病毒同樣具有大型的基因組，可用于構建新的适用于柑橘樹的載體，從而成為柑橘保護和改良的工具。”曹孟籍說，因為由柑橘原生病毒所改造的載體在柑橘寄主上将會擁有更好的特異性和适應性。此外，長線形病毒較大的基因組可以容納更大的外源基因，例如與植物抗逆性、抗病相關的基因等，提供其它植物病毒載體無法比拟的遺傳能力和穩定性。

據悉，目前已有幾種長線形病毒被開發為載體用于幾種經濟木本植物，而新發現的長線形病毒具有作為柑橘病害控制和性狀改良的載體構建的良好潛力。

來源： 《中國科學報》

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