植物病毒

（三）其它组分 蛋白和核酸外 除蛋白和核酸外，植物病毒含有的最大量的其它 组分是水分 碳水化合物主要发现在植物弹状病 水分。 组分是水分。碳水化合物主要发现在植物弹状病 毒科病毒中， 毒科病毒中，以糖蛋白或脂类的形式存在于病毒 的囊膜中。 的囊膜中。 某些病毒粒体含多胺 主要是精胺和亚精胺， 多胺， 某些病毒粒体含多胺，主要是精胺和亚精胺，它 们与核酸上的磷酸基团相互作用， 们与核酸上的磷酸基团相互作用，为稳定折叠的 核酸分子。 核酸分子。 金属离子也是许多病毒必须的 主要有钙离子、 也是许多病毒必须的， 金属离子也是许多病毒必须的，主要有钙离子、 钠离子和镁离子。 钠离子和镁离子。这些金属离子与衣壳蛋白亚基 上的离子结合位点作用， 上的离子结合位点作用，稳定衣完蛋白与核酸的 结合。 结合。
第二节 植物病毒的复制和增殖
大多数植物病毒是从机械的或传毒介体所造成的微伤 wound） 侵入寄主， 少数经过内吞（ endocytosis） （ fine wound ） 侵入寄主 ， 少数经过内吞 （ endocytosis ） 作用，包膜病毒通过融合（fusion）方式进入寄主细胞。 作用，包膜病毒通过融合（fusion）方式进入寄主细胞。病 毒在活细胞内增殖需要进行： 毒在活细胞内增殖需要进行： 核酸的复制 核酸信息的表达。 核酸信息的表达。 植物病毒没有细胞结构， 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， 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，而是分别合成核酸和蛋白质再组装成子代病毒粒体。 生长，而是分别合成核酸和蛋白质再组装成子代病毒粒体。 这种特殊的繁殖方式称为复制增殖。 这种特殊的繁殖方式称为复制增殖。
植物Hale Waihona Puke Baidu毒
病毒
病毒（ 病毒 （ virus）是一组 （ 一种或一种以上 ） DNA或 ） 是一组（一种或一种以上） 或 RNA核酸分子 ， 包围在蛋白或脂蛋白外壳内 ， 在 核酸分子， 核酸分子 包围在蛋白或脂蛋白外壳内， 合适的寄主细胞借助于寄主蛋白合成体系、 合适的寄主细胞借助于寄主蛋白合成体系 、 物质 伴随核酸突变发生变异。 和能量完成复制 ，伴随核酸突变发生变异。 主要特征： 结构简单的（核酸+蛋白或脂蛋白衣 主要特征：①结构简单的（核酸 蛋白或脂蛋白衣 严格专性寄生的（ 壳 ） ； ② 严格专性寄生的 （ 依赖寄主的核酸和蛋 白质合成系统） 非细胞生物（ 分子寄生物） 白质合成系统 ） ； ③ 非细胞生物 （ 分子寄生物 ） 。
病毒核酸的比例： 2 病毒核酸的比例：不同形态粒体的病毒中核酸的 比例不同。 比例不同。 3 核酸的多分体现象和多分体病毒 多分体现象为植物病毒所特有，并仅存在于正单 多分体现象为植物病毒所特有，并仅存在于正单 RNA病毒 +ssRNA病毒 病毒（ 病毒） 链RNA病毒（+ssRNA病毒）中。 核酸多分体病毒是指病毒的基因组分布在 是指病毒的基因组分布在不同的 核酸多分体病毒是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。这种 核酸链上 分别包装在不同的病毒粒体里。 分段的基因组被称为多组分基因组 多组分基因组； 分段的基因组被称为多组分基因组；含多组分基 因组的病毒被称为多分体病毒 多分体病毒。 因组的病毒被称为多分体病毒。 根据基因组分离和侵染所必需的状况可将正单链 根据基因组分离和侵染所必需的状况可将正单链 RNA病毒分为单分体病毒 双分体病毒和 病毒分为单分体病毒、 RNA病毒分为单分体病毒、双分体病毒和三分体病 毒。
二、植物病毒基因组信息的表达
病毒基因组信息的表达的特: 病毒基因组信息的表达的特: 基因组转录mRNA具有多种形式 基因组转录mRNA具有多种形式 mRNA mRNA翻译蛋白有多种策略。 mRNA翻译蛋白有多种策略。 翻译蛋白有多种策略
植物病毒的增殖
病毒粒体进入寄主细胞
脱壳
基因表达
复制大量的基因组及合成外壳蛋白
病毒粒体装配
一、植物病毒基因组核酸的复制
大部分植物病毒的核酸复制是由RNA到RNA。 大部分植物病毒的核酸复制是由RNA到RNA。病 RNA 毒核酸的复制需要寄主提供复制的场所（ 毒核酸的复制需要寄主提供复制的场所（通常是在 细胞质或细胞核内） 复制所需的原料和能量、 细胞质或细胞核内）、复制所需的原料和能量、部 分寄主编码的酶及膜系统。 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，即复制酶。 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RNA DNA聚合酶 也称反转录酶。 RNA的 聚合酶， 编码一种依赖于RNA的DNA聚合酶，也称反转录酶。
（二）核酸 核酸是病毒遗传信息的载体， 核酸是病毒遗传信息的载体，植物病毒粒体中的 核酸主要是其基因组，有些含mRNA。一套基因组 核酸主要是其基因组，有些含 。 含有病毒侵染、复制、运转、 含有病毒侵染、复制、运转、传播等生命活动所需 的全部基因，决定病毒的增殖、 的全部基因，决定病毒的增殖、生物学特性及致病 性等
2 植物病毒的蛋白种类 结构蛋白：主要是衣壳蛋白 衣壳蛋白(coat protein， 结构蛋白：主要是衣壳蛋白(coat protein， CP)和囊膜蛋白。 缩写为 CP)和囊膜蛋白。 非结构蛋白： 非结构蛋白：病毒核酸编码的非结构必需的 蛋白，包括病毒复制需要的酶，传播、运动 蛋白，包括病毒复制需要的酶，传播、 需要的功能蛋白等。 需要的功能蛋白等。
三、植物病毒的组分
（一）蛋白质 1 衣壳蛋白的组成和结构 绝大多数物病毒的衣壳只有一种蛋白， 绝大多数物病毒的衣壳只有一种蛋白，蛋白多肽 链经过三维折叠形成衣壳的基本结构单位 形成衣壳的基本结构单位， 链经过三维折叠形成衣壳的基本结构单位，称作 蛋白亚基（subunit，也称结构亚基 结构亚基) 蛋白亚基（subunit，也称结构亚基)。多个蛋白 亚基聚集起来形成壳基。 聚集起来形成壳基 亚基聚集起来形成壳基。 壳基是一种形态单位，主要表现在球状病毒上， 壳基是一种形态单位，主要表现在球状病毒上， 壳基构成衣壳，起到保护核酸链的作用。 构成衣壳 壳基构成衣壳，起到保护核酸链的作用。
单分体病毒 整个遗传信息存在于一条核酸链上、 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，如常见的烟草花叶病毒属 烟草花叶病毒属( 的病毒，如常见的烟草花叶病毒属(Tobamovirus)、马铃薯 病毒属( 病毒属( X病毒属(Potxvirus)和马铃薯 Y病毒属(Potyvirus). 双分体病毒 遗传信息为双组分基因组包被在两种粒体里的病毒， 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)和蠕传病毒属(Nepovirus). 烟草脆裂病毒属( 和蠕传病毒属( 三分体病毒 核酸包被在三种粒体中的病毒。 核酸包被在三种粒体中的病毒。如黄瓜花叶病毒属 和苜蓿花叶病毒(AMV) (AMV)， （Cucumovirus）和苜蓿花叶病毒(AMV)，它们均有四条核酸 但被包装在三种或四种粒体中。 链，但被包装在三种或四种粒体中。 基因组分离和多分体病毒的产生对植物病毒的遗传及进化 有重要的作用。 有重要的作用。
植物病毒的核酸类型： 1 植物病毒的核酸类型： 植物病毒的核酸只有 RNA或DNA两种 两种， 植物病毒的核酸只有 RNA或DNA两种，按核酸的种 类和其在复制过程中的功能，可分为5种类型病毒， 和其在复制过程中的功能，可分为5种类型病毒， 复制过程中的功能 其中3 RNA病毒 病毒， 种为DNA病毒。 DNA病毒 其中3种为 RNA病毒，2种为DNA病毒。 (l)正单链 RNA， (l)正单链 RNA (positive single strand RNA， 十ssRNA) 病毒 (2)负单链 RNA， (2)负单链 RNA (negative single strand RNA， -- ssRNA) 病毒 (3)双链 RNA， (3)双链 RNA (double strand RNA，dsRNA) 病毒 (4)单链 (4)单链 DNA (ssDNA) 病毒 (5)双链 (5)双链 DNA (dsDNA) 病毒
卫星RNA 4 卫星RNA
在某些多分体病毒中发现了小分子量的RNA， 在某些多分体病毒中发现了小分子量的RNA，其与 小分子量的RNA 病毒RNA没有同源性，单独不能侵染， RNA没有同源性 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，这种核酸称为卫星 卫星RNA 的核酸才能侵染和增殖，这种核酸称为卫星RNA RNA，sRNA），其依赖的病毒称为辅 ），其依赖的病毒称为 （satellite RNA，sRNA），其依赖的病毒称为辅 助病毒。 助病毒。 RNA与辅助病毒包被在同一衣壳内 与辅助病毒包被在同一衣壳内， 卫星 RNA与辅助病毒包被在同一衣壳内，并能够 抑制辅助病毒的复制， 抑制辅助病毒的复制，降低其浓度并改变其致病 sRNA与病毒的关系 可进行生物防治 与病毒的关系， 生物防治及 力，利用 sRNA与病毒的关系，可进行生物防治及 基因工程育种研究 研究。 基因工程育种研究。
植物病毒的形态、 第一节 植物病毒的形态、结构与组分 观察植物病毒的形态则需要放大数万倍的 电子显微镜。 电子显微镜。度量病毒大小的尺度为纳米 (nm)。 (nm)。
病 毒 与 其 它 病 原 生 物 大 小 比 较
一、植物病毒的形态 植物病毒的基本形态为粒体 粒体( 植物病毒的基本形态为粒体(virion, virus particle)，大 部分病毒的粒体为球状、杆状和线状，少数为弹状、 部分病毒的粒体为球状、杆状和线状，少数为弹状、杆 菌状和双联体状等。 菌状和双联体状等。
病毒在生物中的地位
原核生物 细胞生物 真核生物
原核生物界 动物界 植物界 菌物界 原生生物界 真病毒
生 物
分子生物 病毒界？
类病毒 亚病毒 拟病毒 朊病毒
按它们寄主的不同，病毒分为: 按它们寄主的不同，病毒分为: 寄生植物的植物病毒(PIant virus)、 寄生植物的植物病毒(PIant virus)、 植物病毒 寄生动物的动物病毒(Animal 寄生动物的动物病毒(Animal virus) 动物病毒 寄生细菌的噬菌体(Phage)等 寄生细菌的噬菌体(Phage)等。 噬菌体(Phage)
二、植物病毒的结构
完整的病毒粒体是由一或多个核酸分子(DNA或 完整的病毒粒体是由一或多个核酸分子(DNA或 是由一或多个核酸分子(DNA RNA)包被在蛋白或脂蛋白衣壳里构成的 包被在蛋白或脂蛋白衣壳里构成的。 RNA)包被在蛋白或脂蛋白衣壳里构成的。 绝大多数病毒粒体都只是由核酸和蛋白衣壳 (capsid)组成 但植物弹状病毒(PIant 组成， (capsid)组成，但植物弹状病毒(PIant rhabdovirus)粒体外面有囊膜(envelope)包被。 粒体外面有囊膜(envelope)包被 rhabdovirus)粒体外面有囊膜(envelope)包被。
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 植物病毒有两种基本结构方式：螺旋对称型结构和 结构。 结构。 螺旋对称型结构：杆状病毒的结构，TMV为代表 为代表。 螺旋对称型结构：杆状病毒的结构，TMV为代表。蛋白亚基呈 螺旋状排列， RNA螺旋链上 螺旋链上， 螺旋状排列，镶嵌在 RNA螺旋链上，一个亚基和三个核苷酸 相结合。 相结合。 等面体对称形结构：球形病毒的结构。壳基有规则地结合 有规则地结合、 等面体对称形结构：球形病毒的结构。壳基有规则地结合、 分布在二十个正三角形组成的面上；壳基经常由5 分布在二十个正三角形组成的面上；壳基经常由5、6、2、3 个蛋白亚基聚集而成，常被分别称为五邻体、六邻体、 个蛋白亚基聚集而成，常被分别称为五邻体、六邻体、二聚 体和三聚体。这种结构使病毒消耗的能量最小，粒体最稳定。 体和三聚体。这种结构使病毒消耗的能量最小，粒体最稳定。