核盘菌弱毒菌株中一个新的正单链RNA病毒的分子特性及其对寄主的影响

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部分真菌病毒可引起植物病原真菌致病力衰退,是防控植物真菌病害的潜在的生防资源。核盘菌寄主广泛,可以寄生450多种植物,是一种重要植物病原真菌。由核盘菌引起的油菜菌核病在长江流域普遍发生,每年造成了巨大的经济损失。核盘菌中已报道多种病毒与寄主低毒特性紧密相关。本研究从核盘菌低毒菌株277中分离鉴定了一种新型正单链RNA病毒,并对该病毒的分子特性及其对寄主影响进行了研究。具体研究结果如下:
  核盘菌类菜豆花叶病毒HuSRV1与寄主低毒特性相关。通过高通量测序技术发现核盘菌菌株277被两个正单链RNA病毒复合侵染,其中,SsMTV1(Sclerotinia sclerotiorum mycotymovirus 1 )与FgMTV1(Fusarium graminearum mycotymovirus 1)最相似,HuSRV1(Hubei sclerotinia RNA virus 1)与南方菜豆花叶病病毒(SBMV)最相似。结合高通量测序技术及RACE技术,获得了HuSRV1全长cDNA序列。HuSRV1基因组序列全长cDNA含有4492个核苷酸,具有无帽子结构的5-末端,和缺少poly(A)尾的3-末端。序列分析推测HuSRV1基因组具有四个开放阅读框(ORF1-4)。ORF1推定编码具有保守蛋白酶结构域和跨膜结构域的蛋白质,与Subterraneanclovermottlevirus(NP_715628 )病毒编码的P2a蛋白有27%相似性;ORF2推定编码依赖RNA的RNA聚合酶(RdRp)的保守结构域,其可能通过-1核糖体移码被翻译为融合蛋白,与Sowbanemosaicvirus(ADD64689)编码的P2b有37%相似性;ORF3推定编码外壳蛋白,与Olivemildmosaicvirus(AIR95696)编码的外壳蛋白有31%的相似性;ORF4推定编码具有未知功能的假定蛋白。自菌株277中成功纯化获得直径约为30nm的HuSRV1病毒粒子。基于RdRp序列多重比,构建进化树进行遗传进化分析,表明HuSRV1与南方菜豆花叶病毒属的植物病毒有低相似性,但HuSRV1单独形成了一个独特的系统发育分支,因此,病毒HuSRV1是一个新的RNA病毒,该病毒可能代表一个新的病毒进化世系。与不携带有HuSRV1的Ep-1PNA367相比,菌株277在PDA上生长缓慢,对油菜离体叶片致病力弱。通过病毒水平传播试验,发现病毒HuSRV1不能通过菌丝融合水平传播至菌株Ep-IPNA367hyg;用纯化的HuSRV1病毒粒子成功转染强毒力菌株Ep-1PNA367,进一步明确HuSRV1与核盘菌低毒特性相关。
  RNA深度测序技术分析了HuSRV1对核盘菌转录水平的影响。病毒HuSRV1感染核盘菌后,共有5370个基因差异表达,其中2797个基因上调表达,2573个基因下调表达。通过对差异表达基因的富集分析,其中涉及了一些重要的途径发生改变,包括淀粉和蔗糖的代谢、氰胺的代谢、核糖体的发生、减数分裂的途径,特别是MAPK信号通路相关的核盘菌基因因HuSRV1侵染而发生明显差异表达。此外,RNA降解、碳代谢、谷胱甘肽代谢、自噬、嘌呤代谢也高度富集。因此,这些通路在真菌宿主对弱毒相关病毒感染的应答中发挥重要作用,帮助我们了解与表型相关的基因表达变化。研究结果为深入探讨HuSRV1与寄主互作研究提供了重要线索。
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