(植物病理学)5植物病毒

2021/1/13
植物病理学
3
一、植物病毒的形态
（一）病毒的特征
病毒是一种由核酸和蛋白质外壳组成的具有侵染 活性的细胞内寄生物。
个体微小：是迄今为止，人们在超微世界里所认 识的最小生物之一。它常引起寄主的病害，是一种 病原生物。
结构简单：仅由核酸和蛋白质外壳组成。它既具 有生物的基本特征，又具有化学大分子物质的特性。
8
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，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、水分等。
❖ 类病毒则没有蛋白质外壳，仅为RNA的分子。
2021/1/13
植物病理学
9
第二节 植物病毒的复制和增殖
—、病毒基因组的复制 二、植物病毒基因组信息的表达 三、植物病毒的增殖
• 嫁接是园艺上非常普通也非常重要的技术，是证 明疑难病原物侵染性的重要方法之一。嫁接可以 传播任何种类的病毒、植物菌原体和类病毒病害。
2021/1/13
植物病理学
28
脱毒材料的获得
• 病毒在植株体内的分布是不均匀的，这是 因为病毒的扩展始终受到寄主组织的抵抗。 一般来讲，植物生长旺盛的分生组织如茎 尖、根尖等很少含有病毒。据此，通过分 生组织的培养可以获得无毒植株。
2021/1/13
植物病理学
14
三、植物病毒的增殖
植物病毒作为一种分子寄生物，没有细胞 结构、像真菌那样具有复杂的繁殖器官，也不 像细菌那样进行裂殖生长，而是分别合成核酸 和蛋白组分，再组装成子代粒体。这种特殊的 繁殖方式称为复制增殖(multiplication)。
2021/1/13
植物病理学
15
植物病理学
41
二、黄瓜花叶病毒属和CMV
• 典型种是黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV) 。
• 有人称CMV是植物的“流感性病毒”。
2021/1/13
植物病理学
42
• CMV粒体球状，为三分体病毒。
• 基因组含RNA1、RNA2和RNA3三条+ssRNA， 另有亚基因组RNA4。
❖ 病毒属名由典型成员寄主名称(英文或拉丁文)缩写加 主要症状特点描述(英文或拉丁文)缩写加virus拼接而 成。如：黄瓜花叶病毒属的学名为Cucu-mo-virus； 烟草花叶病毒属为Toba-mo-virus。
❖ 类病毒(viroid)命名和书写规则与病毒相同，但尾词 “viroid”缩写成Vd，如马铃薯纺锤块茎类病毒 (Potato spindle tuber viroid)缩写为PSTVd。
引起的病害症状多为花叶型，如芜菁花叶病毒、 大豆花叶病毒。
2021/1/13
植物病理学
23
(2)循回型病毒(circulative virus)：
这类病毒包括所有半持久性病毒(semipersistent virus)和部分持久性病毒(persistent virus)。
病毒在昆虫体内不增殖。介体在病株上取食较 长的时间才能获毒，但不能立即传毒。经过几小时 至几天的循回期后，介体才能传毒。昆虫保持传毒 的时间虽然比口针型长，但还是有限的，一般不超 过4d。病毒大多存在于植物的维管束，引起黄化或 卷叶等症状。
30
四、病毒在植物体内的移动
• 细胞间转移：病毒通过胞间连丝在植物叶肉 细胞间的移动。这种转移的速度很慢。
• 长距离转移：通过植物韧皮部的筛管进行。 转移速度较快。
2021/1/13
植物病理学
31
植物病毒 在植株体 内的转移
2021/1/13
植物病理学
32
第四节 植物病毒的分类与命名
一、植物病毒的分类 二、植物病毒的命名
1、稀释限点：指病毒汁液保持侵染力的最大稀释度，用10-1、 10-2、10-3 ……表示。
2、热钝化温度：指将病毒汁液加热处理10min，使病毒失去 侵染力的最低温度。大多数植物病毒的TIP为55~70℃。
3、体外存活期：指在室温(20~22℃)下，病毒汁液能保持侵染 力的最长时间。大多数病毒LIV为数天到数月。
2021/1/13
植物病理学
29
(三)种子和花粉传播
• 种子带毒的危害主要表现在早期侵染和远 距离传播。
• 种传病毒的寄主以豆科、葫芦科、菊科植 物为多，而茄科植物却很少。
• 由花粉直接传播的病毒数量并不多，现在 知道的有十几种，多数是木本寄主。这些 花粉也可以由蜜蜂携带传播。
2021/1/13
植物病理学
(1)口针型病毒(style-borne virus)：
这类病毒也称非持久性病毒(non-persistent virus)。病毒只存在于昆虫口针的前端，昆虫在病株 上取食几秒至几分钟后就能立即传毒，但保持传毒 的时间不长，一般数分钟后当口针里的病毒全部排 完，就不能再起传毒作用。
传毒昆虫主要是蚜虫。属于这一类的病毒一般 都可以通过汁液接触传播。
2021/1/13
植物病理学
19
2021/1/13
植物病理学
20
植物病毒的传播(transmission)方式：
• 分为介体传播和非介体传播两类。
• 介体传播(vector transmission)是指 病毒依附在其它生物体上，借它生 物体的活动而进行的传播及侵染。 包括动物介体和植物介体两类。
植物病理学
36
一、烟草花叶病毒属及TMV
• 典型种为烟草花叶病毒(TMV)。 • 该属中大多数成员对外界环境的抵抗力强；
寄主范围较广，属于世界性分布。 • 自然传播不需要介体，主要通过病株汁液接
触(或有时种子)传播。 • 引起烟草和番茄等植物的花叶病。
2021/1/13
植物病理学
37
TMV
2021/1/13
植物病毒增殖复制的主要步骤
* 侵入活细胞并脱壳 * 核酸复制和基因表达 * 病毒粒体的装配 * 扩散转移
2021/1/13
植物病理学
＋RNA植物病毒的 复制概况示意图
16
第三节 植物病毒的传播和移动
一、 一般特性 二、介体传播 三、非介体传播 四、病毒在植物体内的移动
2021/1/13
植物病理学
这类病毒不能通过汁液接触传播。
病毒大多存在植物维管束，引起黄化、矮缩、 丛生等病害症状，如1/1/13
植物病理学
25
三、非介体传播
（一）机械传播 （二）无性繁殖材料和嫁接传播 （三）种子和花粉传播
2021/1/13
植物病理学
26
(一)机械传播
• 机械传播(Mechanical transmission)也称为汁液接 触传播，是指病株汁液通过与健株表面的各种机 械伤口摩擦接触而进行传播。田间的接触或室内 的摩擦接种均可称为机械传播。田间主要为植株 间接触、农事操作、农机具及修剪工具污染、人 和动物活动等造成。
植物病理学
11
—、病毒基因组的复制
病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 材料和能量、部分寄主编码的酶以及膜系统。
病毒自身提供的主要是模板核酸和专化的 聚合酶(Polymerase)，也称复制酶(或其亚基)。
2021/1/13
植物病理学
12
二、植物病毒基因组信息的表达
可在寄主活细胞内复制增殖。
2021/1/13
植物病理学
4
（二）病毒的形态
• 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（等轴粒体）、杆状和
线状，少数为弹状、杆菌状和双联体状等。
2021/1/13
植物病理学
5
植物病毒的各种形态
常见形态有 杆形 线形 球形 弹形等
(植物病理学)5植物病毒
本章内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
植物病毒的形态、结构与组分 植物病毒的复制和增殖 植物病毒的传播和移动 植物病毒的分类与命名 植物病毒的主要类群 植物类病毒
2021/1/13
植物病理学
2
第一节 植物病毒的形态、 结构与组分
一、植物病毒的形态 二、植物病毒的结构 三、植物病毒的组分
2021/1/13
植物病理学
6
二、植物病毒的结构
基本结构：核酸与蛋白质复合物。 杆状病毒的结构：螺旋对称结构，内部 是螺旋状核酸链，外部是多亚基组成的 蛋白质外壳。
2021/1/13
TMV结构模式图
植物病理学
7
球状病毒的结构
等轴对称，二十面体。
球状病毒的结构模式结构图
2021/1/13
植物病理学
2021/1/13
植物病理学
10
• 病毒侵染植物以后，在活细胞内增殖后代需 要两个步骤：
一是病毒核酸的复制(replication)，从亲代 向子代病毒传递核酸的过程，即病毒的基因 传递(Gene transmission)过程;
二是病毒核酸信息的表达(gene expression)。
2021/1/13
2021/1/13
植物病理学
21
二、介体传播
植物病毒的介体种类很多，主要有 昆虫、螨类、线虫、真菌、菟丝子等。 其中以昆虫最为重要。
1、昆虫介体：多数是蚜虫、叶蝉和飞虱 等刺吸式口器昆虫。
2、土壤中的介体：土壤本身并不传毒， 主要是土壤中的线虫或真菌传播病毒。
2021/1/13
植物病理学
22
根据介体昆虫传播病毒的特性，植物病毒可以 分为三类：
病毒基因组信息的表达主要有两个方面： • 病毒基因组mRNA的转录过程； • mRNA的翻译过程。
2021/1/13
植物病理学
13
植物病毒的基因组结构及功能
➢ 利用分子生物学手段，越来越多的植物病毒基因组 结构被揭示出来，它们的核酸序列、基因产物的氨 基酸序列及其生物学功能，已经得到解释。
➢ 登陆GenBank网站可查寻获得许多病毒的核酸序列。 GenBank网址为
• TMV、PVY、PVX 等较多植物病毒可以机械传播。
2021/1/13
植物病理学
27
(二)无性繁殖材料和嫁接传播
• 由于病毒系统侵染的特点，在植物体内除生长点 外各部位均可带毒，在以球茎、块根、接穗芽为 繁殖体的植物中，如马铃薯、大蒜、郁金香、苹 果树等，如母株受侵染则无一幸免。这些无性繁 殖材料都可以带毒，故成为重要的检疫对象。
2021/1/13
植物病理学
35
第五节 植物病毒的主要类群
一、烟草花叶病毒属(TMV) 二、黄瓜花叶病毒属(CMV) 三、马铃薯Y病毒属(PVY) 四、黄症病毒属(BYDV) 五、植物呼肠孤病毒属(RDV) 六、真菌传杆状病毒属(SBWMV) 七、马铃薯纺锤形块茎类病毒属(PSTVd)
2021/1/13
17
一、 一般特性
• 植物病毒从一棵植株转移或扩散到其它 植株的过程称为传播(transmission)，而 从植株的一个局部转到另一局部的过程 称为移动(movement)。
2021/1/13
植物病理学
18
病毒的稳定性
不同病毒在外界条件下的稳定性不同，这种特性曾作为鉴定 病毒的依据之一。衡量病毒稳定性的指标主要有稀释限点(dilution end point，DEP)、热钝化温度(thermal inactivation point，TIP)和 体外存活期(longevity in vitro，LIV)。
• RNA1和RNA2分别包裹在不同的粒体中，而 RNA3和RNA4包裹在同一粒体中。
2021/1/13
植物病理学
43
CMV病毒粒子负染电镜照片
植物病理学
38
TMV
2021/1/13
植物病理学
39
烟草花叶病
• 烟草整个生育期均能感病。
• 典型症状是叶片呈浅绿和深绿相间的花叶 症状。或形成泡斑，叶片边缘多背卷，皱 缩扭曲呈畸形，或叶缘有缺刻或呈带状。 受害早的植株矮化，叶片畸形不展，花果 变形。
2021/1/13
植物病理学
40
2021/1/13
2021/1/13
植物病理学
33
一、植物病毒的分类
❖ 植物病毒与动物病毒和细菌病毒一样实现 了按科、属、种的分类。
❖ 根据病毒的主要特性，植物病毒分在9个科 47个属中。
2021/1/13
植物病理学
34
二、植物病毒的命名
❖ 植物病毒的名称目前不采用拉丁文双名法，而以“寄
主名”+“症状名”+“virus”来命名，如烟草花叶病毒 为Tobacco mosaic virus，缩写为TMV。
传毒昆虫包括蚜虫、叶蝉和飞虱。 这类病毒一般不能通过汁液接触传播。
2021/1/13
植物病理学
24
(3)增殖型病毒(propagative virus)：
这类病毒为部分持久性病毒，病毒在昆虫体内 不仅循回时间长，而且能增殖，因此也称为循回增 殖型病毒。
获毒的昆虫可终身传毒，有的还能经卵传毒。
传毒昆虫有叶蝉和飞虱。