1、非典型肺炎非典型肺炎”元凶冠状病毒图元凶冠状病毒图l 病毒（病毒（Virus）是一组（一种或一种以上）是一组（一种或一种以上）DNA或或RNA核酸分子，包围在蛋白或脂蛋白外核酸分子，包围在蛋白或脂蛋白外壳内，在合适的寄主细胞借助于寄主蛋白合成壳内，在合适的寄主细胞借助于寄主蛋白合成体系、物质和能量完成复制体系、物质和能量完成复制，伴随核酸突变发，伴随核酸突变发生变异。生变异。l寄生植物的称为植物病毒（寄生植物的称为植物病毒（plant virus），），l寄生动物的称为动物病毒寄生动物的称为动物病毒(animal virus)l寄生细菌的称为噬菌体（寄生细菌的称为噬菌体（bacteriopha
2、ge）。）。简要发展史简要发展史发现：发现：天花；公元天花；公元10世纪（北宋），人工免疫预防天世纪（北宋），人工免疫预防天花（中国）；花（中国）；1798，英国人，英国人Edward Jenner发发明牛痘疫苗。明牛痘疫苗。700年。年。1 5 7 6 荷 兰 人C h a r l e s d e Lieclase描述郁金香杂色花。“郁金香热”一株郁金香（球根）：数头牛、猪、绵羊；几顿谷物；上千磅奶酪；一个磨坊；1886 Mayer,传毒实验（传毒实验（TMV）1892 Ivanovski(俄俄)发现发现TMV的致病因子能穿过的致病因子能穿过细菌过滤器。细菌过滤器。1898 Beijerin
3、ch(荷兰荷兰)，病毒学之父，提出病原不，病毒学之父，提出病原不是细菌，而是是细菌，而是“可过滤性病毒可过滤性病毒”1935 Stanley TMV蛋白结晶，获诺贝尔奖。蛋白结晶，获诺贝尔奖。目前已研究和命名的植物病毒达目前已研究和命名的植物病毒达1000多种，多种，其中许多为重要的农作物病原，其所造成的损其中许多为重要的农作物病原，其所造成的损失仅次于真菌病害。失仅次于真菌病害。水稻东格鲁病（水稻东格鲁病（Rice tungro）在东南亚一些在东南亚一些国家是最具有毁灭性的病毒病，上世纪中期仅国家是最具有毁灭性的病毒病，上世纪中期仅菲律宾每年因此病所致的稻谷损失即达菲律宾每年因此病所致的稻谷
4、损失即达140万吨；万吨；水稻矮缩病（水稻矮缩病（Rice dwarf）于于19世纪末在世纪末在日本一些地区流行，曾因此日本一些地区流行，曾因此饿死饿死1万多人；万多人；在我国北方麦区间歇性暴发的小麦黄矮病在我国北方麦区间歇性暴发的小麦黄矮病（Barley yellow dwarf）平均造成平均造成30%的产量损的产量损失。在油菜上，因病毒病造成的产量损失常年达失。在油菜上，因病毒病造成的产量损失常年达2030%。甜菜曲顶病（甜菜曲顶病（Beet curly top）、）、香蕉束香蕉束顶病顶病（Banana bunchy top）等几乎对一些产区等几乎对一些产区造成了毁灭性打击。造成了毁灭性打
5、击。由于分子生物学的发展和电子显微镜的进由于分子生物学的发展和电子显微镜的进步，对植物病毒的形态、结构、生物学特性及步，对植物病毒的形态、结构、生物学特性及理化特性都有深入的研究。近年来对植物病毒理化特性都有深入的研究。近年来对植物病毒的研究已进入分子水平，内容包括基因组结构的研究已进入分子水平，内容包括基因组结构及功能、侵染、增殖、致病过程的分子机制以及功能、侵染、增殖、致病过程的分子机制以及抗病毒基因工程等。及抗病毒基因工程等。一、植物病毒的形态一、植物病毒的形态植物病毒粒体很小，在电子显微镜下才能观察到；植物病毒粒体很小，在电子显微镜下才能观察到；其度量单位为纳米（其度量单位为纳米（nm
6、）。）。大多数植物病毒大多数植物病毒粒体为球状、杆状和线状，少数为弹状、杆菌粒体为球状、杆状和线状，少数为弹状、杆菌状和双联体状等；还有些病毒呈丝线状，柔软状和双联体状等；还有些病毒呈丝线状，柔软不定形。不定形。许多植物病毒由不只一种粒体构成。许多植物病毒由不只一种粒体构成。烟草脆裂病毒有两种杆状粒体，长的一种为烟草脆裂病毒有两种杆状粒体，长的一种为19525 nm，短的一种为短的一种为4311025 nm；苜蓿花叶病毒有苜蓿花叶病毒有5种粒体组分：大小为种粒体组分：大小为5818、5418、4218、3018、1810 nm。一些球状病毒也有多种粒体组分，但这些粒一些球状病毒也有多种粒体组分
7、，但这些粒体形态相同，只是其中所包含的核酸含量不同而体形态相同，只是其中所包含的核酸含量不同而重量存在差异。重量存在差异。这些病毒被称为多分体病毒（这些病毒被称为多分体病毒（multicomponent virus），），必需有多种病毒粒体组分同时侵染寄主必需有多种病毒粒体组分同时侵染寄主细胞，才能增殖并完成其生物学功能。细胞，才能增殖并完成其生物学功能。二、病毒的结构二、病毒的结构 植物病毒主要含有核酸和蛋白两大部分。植物病毒主要含有核酸和蛋白两大部分。中间为核酸芯，外部有外壳蛋白包被形成衣中间为核酸芯，外部有外壳蛋白包被形成衣壳，少数病毒在蛋白衣壳外面还包被一层脂壳，少数病毒在蛋白衣壳外面
8、还包被一层脂膜，称为包膜病毒。膜，称为包膜病毒。杆状或线状病毒，蛋白质亚基螺旋状排列，杆状或线状病毒，蛋白质亚基螺旋状排列，中间是一个由核酸构成的空心管子，核中间是一个由核酸构成的空心管子，核酸也呈螺旋状排列，嵌入到螺旋状排列酸也呈螺旋状排列，嵌入到螺旋状排列的蛋白质亚基内端。的蛋白质亚基内端。如，如，TMV杆状粒体。杆状粒体。l 2130亚基；16 1/3亚基/圈，3圈一个周期，49个亚基；亚基核苷酸，13；l球状病毒，蛋白质亚基镶嵌在粒体表面，球状病毒，蛋白质亚基镶嵌在粒体表面，构成多面体形，内心是病毒的核酸；球状构成多面体形，内心是病毒的核酸；球状病毒并非光滑的球体，而是多面体（多为病毒
9、并非光滑的球体，而是多面体（多为二十面体），多个正三角形组合而成。二十面体），多个正三角形组合而成。植物病毒的主要成份是核酸和蛋白质，有植物病毒的主要成份是核酸和蛋白质，有些还含有少量的金属离子、多胺和水等。些还含有少量的金属离子、多胺和水等。（一）核酸（一）核酸 植物病毒粒体中的核酸主要是其基因组，植物病毒粒体中的核酸主要是其基因组，有些含有些含mRNA。病毒基因组携带了病毒的全部病毒基因组携带了病毒的全部遗传信息，决定病毒的增殖、生物学特性及致遗传信息，决定病毒的增殖、生物学特性及致病性等。病性等。植物病毒基因组所包含的基因数目从一个植物病毒基因组所包含的基因数目从一个至十二个，分子量从至
10、十二个，分子量从0.4106d到到15.5106d，通常具有外壳蛋白基因、复制酶基因及运动蛋通常具有外壳蛋白基因、复制酶基因及运动蛋白基因等。大部分植物病毒基因组能编码白基因等。大部分植物病毒基因组能编码47种种蛋白质。蛋白质。植物病毒的基因组多数为核糖核酸植物病毒的基因组多数为核糖核酸（RNA），），少数为脱氧核糖核酸（少数为脱氧核糖核酸（DNA）。）。根根据核酸性质及功能，可将植物病毒基因组分为据核酸性质及功能，可将植物病毒基因组分为下列下列5种类型：种类型：1正单链正单链RNA（+ssRNA）单链单链RNA具有侵染具有侵染性，可以直接翻译，起性，可以直接翻译，起mRNA的作用。大部分的作
11、用。大部分重要植物病毒的基因组属这一类型。重要植物病毒的基因组属这一类型。70%，TMV,CMV,PVY;多分体病毒。多分体病毒。2负单链负单链RNA（-ssRNA）病毒粒体中的单链RNA不具侵染性，必需先转录成互补链，才能翻译蛋白。植物弹状病毒的基因组属这一类型。如小麦丛矮病。3双链双链RNA（dsRNA）其中一条链具有mRNA的作用。负链变正链才能作为mRNA。植物呼肠孤病毒的基因组属这一类型。水稻矮缩病。4 单 链 单 链 D N A（s s D N A）联 体 病 毒 科（Geminiviridae）病毒含有这种类型基因组，复制时单链DNA先合成双链DNA，再以常规途径转录生成mRNA
12、。5双链双链DNA（dsDNA）核酸类型与高等动、植物的相同，为互补的双链DNA，花椰菜花叶病毒属（Caulimovirus）、杆状DNA病毒属（Badnavirus）具有这种类型基因组。（二）蛋白质（二）蛋白质 植物病毒的基因组很小，编码的蛋白质种类植物病毒的基因组很小，编码的蛋白质种类也很少，按照其功能可分为结构蛋白和非结构蛋也很少，按照其功能可分为结构蛋白和非结构蛋白。白。结构蛋白是构成一个完整病毒粒体所需要结构蛋白是构成一个完整病毒粒体所需要的蛋白，主要是外壳蛋白（的蛋白，主要是外壳蛋白（coat protein，CP）和囊膜蛋白，有些病毒还有基因组结合蛋白和囊膜蛋白，有些病毒还有基因
13、组结合蛋白（VPg），），由于大多数植物病毒没有囊膜，其结由于大多数植物病毒没有囊膜，其结构蛋白也就只有外壳蛋白。而且绝大多数植物病构蛋白也就只有外壳蛋白。而且绝大多数植物病毒的外壳蛋白仅由一种蛋白多肽构成，个别的有毒的外壳蛋白仅由一种蛋白多肽构成，个别的有两种以上。两种以上。非结构蛋白是指病毒基因编码的非结非结构蛋白是指病毒基因编码的非结构必需的蛋白，包括病毒复制需要的复制构必需的蛋白，包括病毒复制需要的复制酶、参与病毒运转的运动蛋白等。酶、参与病毒运转的运动蛋白等。一、植物病毒的侵染和复制一、植物病毒的侵染和复制 大多数植物病毒是从机械的或传毒介体所造成大多数植物病毒是从机械的或传毒介体所
14、造成的微伤（的微伤（fine wound）侵入寄主，少数经过内吞侵入寄主，少数经过内吞（endocytosis）作用，包膜病毒通过融合作用，包膜病毒通过融合（fusion）方式进入寄主细胞。方式进入寄主细胞。植物病毒没有细胞结构，不像大多数生物那植物病毒没有细胞结构，不像大多数生物那样具有复杂的繁殖器官进行有性或无性繁殖，也样具有复杂的繁殖器官进行有性或无性繁殖，也不像细菌那样进行裂殖生长，而是分别合成核酸不像细菌那样进行裂殖生长，而是分别合成核酸和蛋白质再组装成子代病毒粒体。这种特殊的繁和蛋白质再组装成子代病毒粒体。这种特殊的繁殖方式称为殖方式称为复制复制。病毒侵染植物后，在活细胞内增殖后代
15、需要病毒侵染植物后，在活细胞内增殖后代需要两个步骤，一是病毒两个步骤，一是病毒核酸的复制核酸的复制（replication），），即病毒的基因传递；二是病毒即病毒的基因传递；二是病毒基因的表达基因的表达（gene expression），），即病毒蛋白质合成。一般新增殖即病毒蛋白质合成。一般新增殖的病毒会在体内进行胞间运转和长距离运转。的病毒会在体内进行胞间运转和长距离运转。植物病毒核酸的复制植物病毒核酸的复制 大部分植物病毒的核酸复制是由大部分植物病毒的核酸复制是由RNA到到RNA。病毒核酸的复制需要寄主提供复制的场病毒核酸的复制需要寄主提供复制的场所所（通常是在细胞质或细胞核内）、（通常是
16、在细胞质或细胞核内）、复制所需复制所需的原料和能量、部分寄主编码的酶及膜系统的原料和能量、部分寄主编码的酶及膜系统。病毒自身提供的主要是模板和专化的聚合酶，病毒自身提供的主要是模板和专化的聚合酶，即复制酶。花椰菜花叶病毒编码一种依赖于即复制酶。花椰菜花叶病毒编码一种依赖于RNA的的DNA聚合酶，也称反转录酶。聚合酶，也称反转录酶。根据核酸种类和性质不同，植物病毒复制可分为根据核酸种类和性质不同，植物病毒复制可分为多种类型。多种类型。以（以（+）RNA病毒为例，病毒的复制过程如下：病毒为例，病毒的复制过程如下：（1）病毒粒体进入寄主细胞，脱壳，释放）病毒粒体进入寄主细胞，脱壳，释放RNA；（2）
17、RNA与核糖体结合，翻译出病毒复制酶等与与核糖体结合，翻译出病毒复制酶等与复制相关的基因产物；复制相关的基因产物；（3）复制酶以（）复制酶以（+）RNA为模板合成（为模板合成（-）RNA链，链，并形成双链复制型；并形成双链复制型；（4）从复制型产生子代（）从复制型产生子代（+）RNA链；链；（5）以病毒）以病毒RNA为模板合成外壳蛋白；为模板合成外壳蛋白；（6）外壳蛋白亚基和）外壳蛋白亚基和RNA组装成新的病毒粒体。组装成新的病毒粒体。病毒在复制过程中会产生一定形状的内含体病毒在复制过程中会产生一定形状的内含体（inclusion body），），可在光学显微镜下看到。可在光学显微镜下看到。在
18、细胞核内，称为核内含体；在细胞核内，称为核内含体；在细胞质内，称为细胞质内含体。在细胞质内，称为细胞质内含体。不定形内含体是由病毒粒体和寄主细胞成份不定形内含体是由病毒粒体和寄主细胞成份混合组成的；混合组成的；晶体状内含体一般是由病毒粒体整齐排列堆晶体状内含体一般是由病毒粒体整齐排列堆叠而成。叠而成。在植物叶肉细胞间的移动称为胞间运转；在植物叶肉细胞间的移动称为胞间运转；经维管束输导组织的运转称为长距离运转。经维管束输导组织的运转称为长距离运转。（一）胞间运转（一）胞间运转 已知植物病毒的胞间运转有多种途径，而已知植物病毒的胞间运转有多种途径，而以经胞间连丝的运转最为普遍。以经胞间连丝的运转最
19、为普遍。该过程需有病毒的运动蛋白参与。该过程需有病毒的运动蛋白参与。首先运动蛋白作用于胞间连丝，使胞间连首先运动蛋白作用于胞间连丝，使胞间连丝的孔径增大几倍至几十倍；同时运动蛋白与丝的孔径增大几倍至几十倍；同时运动蛋白与病毒核酸结合，使核酸呈细长的线状；最后病病毒核酸结合，使核酸呈细长的线状；最后病毒是以核酸的形式通过扩展了的胞间连丝进入毒是以核酸的形式通过扩展了的胞间连丝进入相邻的细胞。相邻的细胞。l 一些病毒仅能在某些寄主的接种点附近有限一些病毒仅能在某些寄主的接种点附近有限的细胞内扩散，表现为局部侵染。的细胞内扩散，表现为局部侵染。l 一些病毒为韧皮部限制病毒（一些病毒为韧皮部限制病毒（
20、phloem-limited virus），），即病毒经介体传入寄主韧皮部后，仅即病毒经介体传入寄主韧皮部后，仅能在韧皮部增殖和运转。能在韧皮部增殖和运转。l 病毒在细胞间移动的速度是缓慢的，平均每病毒在细胞间移动的速度是缓慢的，平均每天不过天不过1mm左右。左右。（二）长距离运转（二）长距离运转 植物病毒的侵染大都是系统性的；植物病毒的侵染大都是系统性的；先在薄壁细胞组织中增殖和运转；先在薄壁细胞组织中增殖和运转；然后进入维管束组织的韧皮部或木质部很快然后进入维管束组织的韧皮部或木质部很快地运转。地运转。全株性侵染的病毒并不是植株的每个部分都全株性侵染的病毒并不是植株的每个部分都有病毒，如只
21、有部分病毒可以进入植株的种胚，有病毒，如只有部分病毒可以进入植株的种胚，所以病毒可以由种子传染的还是少数。所以病毒可以由种子传染的还是少数。有少数病毒可以进入花粉，花粉就可以传染有少数病毒可以进入花粉，花粉就可以传染这些病毒。这些病毒。植物旺盛生长的分生组织很少含有病毒，植物旺盛生长的分生组织很少含有病毒，如茎尖、根尖。因此切下茎端小段（如茎尖、根尖。因此切下茎端小段（0.1-0.25cm）分生组织培养，可以得到无病毒的植分生组织培养，可以得到无病毒的植株。株。马铃薯、大理菊、草莓等营养繁殖的作物，马铃薯、大理菊、草莓等营养繁殖的作物，采用分生组织培养的方法，可以从病株上得到采用分生组织培养的
22、方法，可以从病株上得到无毒苗。无毒苗。分生组织培养不一定都能得到无毒苗，要分生组织培养不一定都能得到无毒苗，要经过反复测定确定不带病毒后，再用于繁殖无经过反复测定确定不带病毒后，再用于繁殖无性系。性系。植物病毒为专性寄生物，不能离开活细胞。植物病毒为专性寄生物，不能离开活细胞。植物病毒传播方式可以分为介体传播和非植物病毒传播方式可以分为介体传播和非介体传播。介体传播。1昆虫介体昆虫介体 植物病毒自然传播的主要途径。其中，同植物病毒自然传播的主要途径。其中，同翅目昆虫占翅目昆虫占70%以上，主要为蚜虫、叶蝉、飞以上，主要为蚜虫、叶蝉、飞虱类。虱类。按照介体与植物病毒之间的生物学关系，按照介体与植
23、物病毒之间的生物学关系，可分为非持久性病毒（可分为非持久性病毒（nonpersistent virus）、）、半持久性病毒（半持久性病毒（semipersistent virus）和持久和持久性病毒（性病毒（persistent virus）三种类型。三种类型。l 非持久性病毒非持久性病毒 l 特征是传毒介体在病植株上获毒饲育后特征是传毒介体在病植株上获毒饲育后病毒依附于口针里，在接种饲育时随同排出病毒依附于口针里，在接种饲育时随同排出的唾液进入寄主植物体内，因此介体饲毒短的唾液进入寄主植物体内，因此介体饲毒短时间后即可传毒，饲育期延长会降低传毒效时间后即可传毒，饲育期延长会降低传毒效率，病毒
24、在介体体内没有率，病毒在介体体内没有循回期循回期，传毒时间传毒时间也很短。也很短。（2）持久性病毒：持久性病毒：饲毒时间饲毒时间较长，介体饲毒后病毒随唾液吸较长，介体饲毒后病毒随唾液吸入到肠道，渗透过肠壁进入血淋巴，最后循回入到肠道，渗透过肠壁进入血淋巴，最后循回到口器的唾液腺里，取食时随唾液进入植物体到口器的唾液腺里，取食时随唾液进入植物体内。因此必须经过一定时期的内。因此必须经过一定时期的循回期循回期才能传毒，才能传毒，有的病毒在虫体内能有的病毒在虫体内能增殖增殖，一次获毒后可终生，一次获毒后可终生传毒，有的还可传毒，有的还可经卵传毒经卵传毒给下一代。给下一代。l（3）半持久性病毒：半持久
25、性病毒：介体获毒饲育期和传毒时间均较长，病毒介体获毒饲育期和传毒时间均较长，病毒在介体体内没有循回期，也不能在虫体内增在介体体内没有循回期，也不能在虫体内增殖。蜕皮后不再保持传毒能力。殖。蜕皮后不再保持传毒能力。l 病毒与介体之间存在专化性。病毒与介体之间存在专化性。l 蚜虫传播的病毒常引起花叶型、环斑型及蚜虫传播的病毒常引起花叶型、环斑型及黄化型和卷叶型症状，大都属于非持久性病黄化型和卷叶型症状，大都属于非持久性病毒，这类病毒都很容易汁液摩擦传播。毒，这类病毒都很容易汁液摩擦传播。l 叶蝉传播的病毒大都属于持久性病毒。叶蝉传播的病毒大都属于持久性病毒。2土壤中的介体土壤中的介体 真菌真菌 已
26、发现已发现7种真菌传播种真菌传播19种病毒，种病毒，油壶菌属、粘菌属系植物的非致病菌，为油壶菌属、粘菌属系植物的非致病菌，为主要的真菌介体；主要的真菌介体；集壶菌集壶菌、粉痂菌及腐霉菌除为植物本身病粉痂菌及腐霉菌除为植物本身病原菌外，还能传播多种病毒。原菌外，还能传播多种病毒。病毒与真菌介体的关系除少数芸苔油壶菌病毒与真菌介体的关系除少数芸苔油壶菌为游动孢子体外带毒外，大多数为孢子内带为游动孢子体外带毒外，大多数为孢子内带毒，属持久性传毒。毒，属持久性传毒。线虫线虫 已知有已知有5个属的线虫介体传播约个属的线虫介体传播约23种种病毒。一般线虫蜕皮后就不能传毒，饲病毒。一般线虫蜕皮后就不能传毒，
27、饲毒和传毒时间只要毒和传毒时间只要15分钟至分钟至1小时。线虫小时。线虫传播的植物病毒均属于非持久性，线虫传播的植物病毒均属于非持久性，线虫传病毒也可借花粉、种子传，极易汁液传病毒也可借花粉、种子传，极易汁液传，许多线虫传病毒引致环斑型症状。传，许多线虫传病毒引致环斑型症状。3螨类介体螨类介体 主要是叶芽螨和蛛螨。主要是叶芽螨和蛛螨。螨和病毒的关系研究较多的是由曲叶螨螨和病毒的关系研究较多的是由曲叶螨（Aceria tulipae）传播的小麦条点花叶病毒，传播的小麦条点花叶病毒，这是属于循回型，病毒主要存在于中肠，没有这是属于循回型，病毒主要存在于中肠，没有发现在体内增殖的现象。发现在体内增殖
28、的现象。螨类只有在若虫期获毒以后才有传毒能力，螨类只有在若虫期获毒以后才有传毒能力，带毒螨蜕皮后仍能传毒，但不能经卵传，汁液带毒螨蜕皮后仍能传毒，但不能经卵传，汁液摩擦亦可传，螨类传播病毒的效率有时是很高摩擦亦可传，螨类传播病毒的效率有时是很高的，如单个带条点花叶病毒的螨就能使小麦发的，如单个带条点花叶病毒的螨就能使小麦发病。病。1汁液传播（汁液传播（sap transmission）汁液传播就是使病株的汁液通过机械造成汁液传播就是使病株的汁液通过机械造成的微伤进入健株体内使它发病，又称机械传播。的微伤进入健株体内使它发病，又称机械传播。需要整枝打杈、摘心、绑架的栽培作物上，需要整枝打杈、摘心
29、、绑架的栽培作物上，是一些病毒的主要传播途径。是一些病毒的主要传播途径。烟草、番茄、辣椒上的烟草花叶病毒，瓜烟草、番茄、辣椒上的烟草花叶病毒，瓜类、番茄上的黄瓜花叶病毒。类、番茄上的黄瓜花叶病毒。在实验室通常采用机械的方法在实验室通常采用机械的方法汁液磨汁液磨擦进行人工接种，通过微伤口使病毒进入植物擦进行人工接种，通过微伤口使病毒进入植物体内。体内。2种子传播（种子传播（seed transmission）种子、块茎、球茎、鳞茎和花卉苗木等传种子、块茎、球茎、鳞茎和花卉苗木等传播。播。种子传带病毒系由种子外部带毒、种胚外种子传带病毒系由种子外部带毒、种胚外部带毒、胚乳带毒和种胚带毒。部带毒、胚
30、乳带毒和种胚带毒。以豆科、葫芦科、菊科最普遍，作物病毒以豆科、葫芦科、菊科最普遍，作物病毒病害的重要初侵染源。病害的重要初侵染源。3嫁接传播（嫁接传播（graft transmission）有些果树病毒病害以嫁接传播为其唯一已有些果树病毒病害以嫁接传播为其唯一已知的传播途径，例如苹果锈果病和花叶病等。知的传播途径，例如苹果锈果病和花叶病等。这种传播方式在果树与某些经济林木这种传播方式在果树与某些经济林木（如桑树）以及观赏植物中非常重要，因此在（如桑树）以及观赏植物中非常重要，因此在繁殖工作中严格选用无病毒接穗和砧木已成为繁殖工作中严格选用无病毒接穗和砧木已成为很重要的防治病毒病害的措施。很重要
31、的防治病毒病害的措施。4菟丝子传播（菟丝子传播（dodder transmission）菟丝子传播病毒的性质和嫁接传毒相同，可菟丝子传播病毒的性质和嫁接传毒相同，可以通过其桥梁作用，将一株寄主植物的病毒传递以通过其桥梁作用，将一株寄主植物的病毒传递给另一株寄主。给另一株寄主。菟丝子的传播不受组织亲合性影响，更广泛菟丝子的传播不受组织亲合性影响，更广泛的应用价值。的应用价值。不能靠汁液摩擦接种、不能通过媒介昆虫传不能靠汁液摩擦接种、不能通过媒介昆虫传播的病毒、在亲缘关系差异太大的植物之间不能播的病毒、在亲缘关系差异太大的植物之间不能形成嫁接结合而传播病毒病时，大多可利用菟丝形成嫁接结合而传播病毒
32、病时，大多可利用菟丝子传毒。子传毒。l一、植物病毒的分类一、植物病毒的分类l植物病毒的分类工作由国际病毒分类委员会植物病毒的分类工作由国际病毒分类委员会（Committee on Taxonomy of Virus，ICTV）植植物病毒分会负责。物病毒分会负责。l以往植物病毒的分类主要依据寄主植物种类、病以往植物病毒的分类主要依据寄主植物种类、病害症状和传播方式等特性将其分为若干个组害症状和传播方式等特性将其分为若干个组（g r o u p），），分 类 的 基 本 单 元 为分 类 的 基 本 单 元 为“成 员成 员（member）”。v1995年，年，ICTV发表了发表了病毒分类与命名病
33、毒分类与命名第六次报告，规定植物病毒与其它生物一样第六次报告，规定植物病毒与其它生物一样实行实行“目、科、属、种目、科、属、种”的系统等级分类。的系统等级分类。新规定中的属相当于以前的组，而种则相当新规定中的属相当于以前的组，而种则相当于以前的于以前的“成员成员”。v ICTV第六次国际病毒分类报告规定病毒的第六次国际病毒分类报告规定病毒的种为基本分类单元。种为基本分类单元。l 病毒的病毒的种种是是由自我复制谱系组成的多元由自我复制谱系组成的多元等级，并占有特定生态空间等级，并占有特定生态空间。其中。其中“自我复自我复制的谱系制的谱系”指的是病毒无性复制的群体及因指的是病毒无性复制的群体及因基
34、因组变异或再组合而形成的进化群体。基因组变异或再组合而形成的进化群体。“特定生态空间特定生态空间”是指病毒具有的寄主范围。是指病毒具有的寄主范围。l 病毒种以下可分为若干病毒种以下可分为若干株系株系（strain）。）。而一些新获得的病毒，由于对其特征还不完而一些新获得的病毒，由于对其特征还不完全了解，不能确定其分类地位，常称作全了解，不能确定其分类地位，常称作“分分离物离物”（isolate）。）。l截至截至1995年，为年，为ICTV所承认的病毒数目为所承认的病毒数目为3600种，其中植物病毒种共有种，其中植物病毒种共有788个。个。lICTV将植物病毒划归为将植物病毒划归为47个属，在其
35、上建立个属，在其上建立了了11个科、个科、1个目。植物病毒可归为个目。植物病毒可归为5个大类群：个大类群：l1单链单链DNA（ssDNA）病毒类群病毒类群 l2双链双链DNA（dsDNA）病毒类群病毒类群 l3双链双链RNA（dsRNA）病毒类群病毒类群l4负单链负单链RNA（-ssRNA）病毒类群病毒类群l5正单链正单链RNA（+ssRNA）病毒类群病毒类群l 由于病毒与其寄主关系密切，而且很多由于病毒与其寄主关系密切，而且很多病毒从寄主那里获得了一些功能基因。要采病毒从寄主那里获得了一些功能基因。要采用单一的系统发育分类用单一的系统发育分类“树树”，把所有的病，把所有的病毒联系起来目前还不
36、太可能，所以目前的植毒联系起来目前还不太可能，所以目前的植物病毒分类系统还有待进一步完善。例如有物病毒分类系统还有待进一步完善。例如有些病毒基因组很相似，但却归为不相关的分些病毒基因组很相似，但却归为不相关的分类单元中，也就是说目前的分类系统还不能类单元中，也就是说目前的分类系统还不能完全反映系统进化关系。完全反映系统进化关系。l采用得最多的是英文俗名法采用得最多的是英文俗名法:寄主植物寄主植物+症状症状 (不采用斜体，常使用缩写不采用斜体，常使用缩写)烟草花叶病毒烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus，TMV）黄瓜花叶病毒（黄瓜花叶病毒（cucumber mosaic vir
37、us，CMV）l有的按照发现的先后给予命名，如马铃薯有的按照发现的先后给予命名，如马铃薯X病病毒（毒（potato virus X，PVX）和马铃薯和马铃薯Y病毒病毒（potato virus Y，PVY）等。等。俗名法的优点是简单、直观；其缺点是将俗名法的优点是简单、直观；其缺点是将病毒名与病害名二者合一，随着同种病毒在不病毒名与病害名二者合一，随着同种病毒在不同寄主上的发现，往往会造成一些理解上的困同寄主上的发现，往往会造成一些理解上的困难，如黄瓜花叶病毒可侵染包括单子叶和双子难，如黄瓜花叶病毒可侵染包括单子叶和双子叶在内的叶在内的67个科个科470多种植物。多种植物。l目前国际上采用类似
38、于拉丁双名法来命名植物目前国际上采用类似于拉丁双名法来命名植物病毒病毒:寄主名寄主名+症状症状+病毒属名病毒属名 如如Tobacco Mosaic Tobamovirus 属名采用斜体书写。属名采用斜体书写。l植物病毒属名以植物病毒属名以-virus结尾，常由模式种寄主名结尾，常由模式种寄主名称（英文或拉丁文）缩写称（英文或拉丁文）缩写+主要特征描述（英主要特征描述（英文或拉丁文）缩写文或拉丁文）缩写+virus组合而成，书写采用组合而成，书写采用斜体。斜体。如黄瓜花叶病毒属记作如黄瓜花叶病毒属记作Cucumovirus。l科、目的名称分别以科、目的名称分别以-viridae和和-virale
39、s为结尾，为结尾，均采用斜体书写。均采用斜体书写。一、植物病毒的检测一、植物病毒的检测（一）生物学检测（一）生物学检测 l1 鉴别寄主鉴别寄主 指用来鉴别某一病毒或其株系的具有特定指用来鉴别某一病毒或其株系的具有特定反应的植物。凡是病毒侵染后能产生快而稳定、反应的植物。凡是病毒侵染后能产生快而稳定、并具有特征性症状的植物都可作为鉴别寄主。并具有特征性症状的植物都可作为鉴别寄主。组合使用几种或一套鉴别寄主称为鉴别寄主谱。组合使用几种或一套鉴别寄主称为鉴别寄主谱。鉴别寄主谱中一般包括可系统侵染的寄主、局鉴别寄主谱中一般包括可系统侵染的寄主、局部侵染的寄主和不受侵染的寄主。部侵染的寄主和不受侵染的寄
40、主。l鉴别寄主谱的方法简单易行，优点是反应灵鉴别寄主谱的方法简单易行，优点是反应灵敏，只需要很少的毒源材料。但工作量比较敏，只需要很少的毒源材料。但工作量比较大，需要较大的温室种植寄主植物，且比较大，需要较大的温室种植寄主植物，且比较费时。费时。l有时因气候或栽培等原因，症状反应不十分有时因气候或栽培等原因，症状反应不十分稳定。稳定。2植物病毒粒体的稳定性植物病毒粒体的稳定性 对汁液传播的病毒，可通过病株汁液的对汁液传播的病毒，可通过病株汁液的体外性状（钝化温度、稀释限点和体外存活体外性状（钝化温度、稀释限点和体外存活期）来测定；期）来测定；这些性状虽易受各种因素影响，但仍可这些性状虽易受各种
41、因素影响，但仍可作为区别不同病毒的依据之一，而且对混合作为区别不同病毒的依据之一，而且对混合侵染病毒的分离及制定病毒提纯方案具有参侵染病毒的分离及制定病毒提纯方案具有参考价值。考价值。钝化温度（钝化温度（Thermal inactivation point，TIP）病毒在病株粗汁液中，经恒温水浴处理病毒在病株粗汁液中，经恒温水浴处理10分钟即分钟即丧失侵染力的最低温度。丧失侵染力的最低温度。TIP最低的病毒是番茄斑萎病毒，只有最低的病毒是番茄斑萎病毒，只有45；最高的是烟草花叶病毒，为最高的是烟草花叶病毒，为93；而大多数植物病毒为而大多数植物病毒为5570。一种病毒的不同株系可以有不同的钝化
42、温度，所一种病毒的不同株系可以有不同的钝化温度，所是鉴定病毒的一项有用的指标。是鉴定病毒的一项有用的指标。稀释限点（稀释限点（Dilution end point，DE）病毒在病株粗汁液中，经若干倍数的稀释病毒在病株粗汁液中，经若干倍数的稀释后仍能保持其侵染力的最大稀释倍数后仍能保持其侵染力的最大稀释倍数.用用10-1，10-2，10-3表示。表示。一般的植物病毒一般的植物病毒DEP为为10-210-。稀释限点与汁液中病毒粒子的浓度有关，稀释限点与汁液中病毒粒子的浓度有关，浓度愈高，稀释限点也愈大。而病毒的浓度往浓度愈高，稀释限点也愈大。而病毒的浓度往往受栽培条件、寄主植物状况所影响。因此报往
43、受栽培条件、寄主植物状况所影响。因此报道中同一病毒的稀释限点不一定是相同的，只道中同一病毒的稀释限点不一定是相同的，只能作为鉴定病毒的参考指标。能作为鉴定病毒的参考指标。体外存活期体外存活期（Longevity in vitro，LIV）病毒在病株粗汁液中，置于病毒在病株粗汁液中，置于2022室室温下，能够保持侵染力的最长时间。温下，能够保持侵染力的最长时间。大多数病毒的大多数病毒的LIV在数天到数月。在数天到数月。由于在不同植物汁液中存在不同的酶或由于在不同植物汁液中存在不同的酶或抑制物，从而使病毒的体外存活期也可能有抑制物，从而使病毒的体外存活期也可能有较大的差异，所以这项指标也只能在鉴定
44、病较大的差异，所以这项指标也只能在鉴定病毒时参考。毒时参考。（二）电镜观察（二）电镜观察 l病毒粒体十分微小，只有在电子显微镜下才能病毒粒体十分微小，只有在电子显微镜下才能观察到。观察到。l电镜观察时，病毒样品须经过负染处理，使病电镜观察时，病毒样品须经过负染处理，使病毒粒体表面附着一层重金属离子，置于特殊的毒粒体表面附着一层重金属离子，置于特殊的载网和支持膜上，放入电镜真空样品室中进行载网和支持膜上，放入电镜真空样品室中进行观察。观察。抗原抗原（antigens）：）：一切能在动物体内诱导产一切能在动物体内诱导产生抗体的物质，都叫抗原。蛋白、蛋白降解物、生抗体的物质，都叫抗原。蛋白、蛋白降解
45、物、多糖等。多糖等。抗体抗体（antibody）:是动物抵抗外来的抗原而是动物抵抗外来的抗原而产生的一种物质。产生的一种物质。抗原抗体的结合过程叫抗原抗体的结合过程叫血清学反应血清学反应。抗血清抗血清（antiserum）:含有抗体的血清。含有抗体的血清。利用植物病毒外壳蛋白的抗原特性，制备特利用植物病毒外壳蛋白的抗原特性，制备特异性的抗血清。利用抗原抗体特异性结合可以鉴异性的抗血清。利用抗原抗体特异性结合可以鉴定病毒。定病毒。抗血清的制备：抗血清的制备：l纯化病毒，纯化病毒，l注射小动物（兔子、小白鼠等），注射小动物（兔子、小白鼠等），l取血获得抗血清。取血获得抗血清。琼脂双扩散法：琼脂双扩
46、散法：l酶联免疫吸附法（酶联免疫吸附法（Enzyme Lnked Immuno Sorbent Assay,ELISA）：）：1 聚合酶链式反应（聚合酶链式反应（PCR）:聚合酶链式反应（聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是二十世纪八十年代发展是二十世纪八十年代发展起来的一种起来的一种DNA特定片段体外扩增技术，已特定片段体外扩增技术，已被广泛地应用于植物病毒检测。被广泛地应用于植物病毒检测。其优点是快速、灵敏、特异性强。其优点是快速、灵敏、特异性强。PCR的基本过程如下：的基本过程如下：（1）将反应体系（模板）将反应体系（模板DNA、引物引物1、引物
47、、引物2、Mg2+、4种种dNTP和和Taq DNA聚合酶）置高温聚合酶）置高温下变性（使模板双链下变性（使模板双链DNA解链为两条单链）；解链为两条单链）；（2）在低温）下退火（使引物与模板链）在低温）下退火（使引物与模板链3端端结合，形成部分双链结合，形成部分双链DNA）；）；（3）在中温下，通过在中温下，通过Taq DNA聚合酶使引物从聚合酶使引物从5端向端向3端延伸，随着端延伸，随着4种种dNTP的掺入合的掺入合成新的成新的DNA互补链，完成第一轮变性、退火互补链，完成第一轮变性、退火和聚合反应循环。和聚合反应循环。反复进行这种循环，可使两端引物限定反复进行这种循环，可使两端引物限定范
48、围内的模板范围内的模板DNA序列以指数形式扩增。序列以指数形式扩增。一个目的一个目的DNA分子经分子经20轮扩增后，可达轮扩增后，可达106。当当DNA片段扩增到一定数量时，经电片段扩增到一定数量时，经电泳分离，再经溴乙锭处理，在紫外光下可以泳分离，再经溴乙锭处理，在紫外光下可以肉眼观察到并确定扩增片段的大小，从而判肉眼观察到并确定扩增片段的大小，从而判定检测样品中是否含有目的定检测样品中是否含有目的DNA片段。片段。大多数植物病毒基因组为大多数植物病毒基因组为RNA，而，而Taq DNA聚合酶不能以聚合酶不能以RNA为模板合成为模板合成DNA链，链，这就需要首先在逆转录酶的作用下，以这就需要
49、首先在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成互补的第一链为模板合成互补的第一链DNA，之后才能进之后才能进行常规行常规PCR反应，这一技术称为反应，这一技术称为反转录反转录PCR（Reverse transcription PCR，简称简称RT-PCR）。）。2 核酸杂交核酸杂交原理：原理：DNARNA碱基互补关系。碱基互补关系。杂交：杂交：DNARNA形成异质双链的过程。形成异质双链的过程。利用根据已知序列合成或制备的核苷酸利用根据已知序列合成或制备的核苷酸片断片断探针（探针（probe）是否能与待测核酸是否能与待测核酸杂交，判断与已知片断是否有同源性。杂交，判断与已知片断是否有同源性。二、植
50、物病毒病害的特点二、植物病毒病害的特点 1 有一些植物在一定的条件下隐症带毒，即植物有一些植物在一定的条件下隐症带毒，即植物受到病毒的侵染但不表现明显的症状。受到病毒的侵染但不表现明显的症状。2 还有一些病毒引起观赏植物颜色和形态的变异，还有一些病毒引起观赏植物颜色和形态的变异，反而增加了植物的观赏价值，荷兰的郁金香杂反而增加了植物的观赏价值，荷兰的郁金香杂色变种等。色变种等。3 绝大多数的植物病毒侵入寄主植物后可以引绝大多数的植物病毒侵入寄主植物后可以引起植物叶片不同程度的斑驳、花叶或黄化，同起植物叶片不同程度的斑驳、花叶或黄化，同时伴随有不同程度的植株矮化、丛枝等病害症时伴随有不同程度的植
