农科院主页 网站地图 English
当前位置: 4008.com» 新闻头条

4008.com新发现真菌多组分环状单链DNA病毒

       来源:云顶集团官网 点击数: 次      发布时间:2020-04-05

近日,4008.com郭立华研究员以通讯作者于 Science Advances (IF2018= 12.804)上在线发表了题为“A tripartite ssDNA mycovirus from a plant pathogenic fungus is infectious as cloned DNA and purified virions”的研究论文。该研究首次鉴定一个真菌三组分环状单链DNA病毒,该病毒多组分基因组的形成可能是近代发生的单组分病毒向多组分病毒进化的一个自然事件,并成功构建真菌DNA病毒的侵染性克隆,利用构建的侵染性克隆系统研究了该病毒三个DNA组分的关系和功能,该项研究为此类病毒的研究提供了重要参考。

目前,多组分真菌RNA病毒已经被广泛报道,但是还没有多组分真菌DNA病毒的报道,并且在国际上,只有真菌RNA病毒的侵染性cDNA克隆被成功构建,还没有真菌DNA病毒侵染性克隆成功构建的报道。编码复制相关蛋白的环状单链DNA病毒(Circular replication-associated protein-encoding single-stranded DNA viruses, CRESS DNA viruses)是一大类编码有共同进化起源的复制相关蛋白(Replication-associated protein, Rep)的环状单链DNA病毒类群,这一概念于2012年首次提出。大量的CRESS DNA病毒从环境、真菌、植物和动物样品中被鉴定到,由于这些病毒基因组结构的多样性,该类病毒被划分到很多新的病毒科,其中一种就是类双生病毒科( Genomoviridae ),该病毒科因为包含双生病毒(Geminiviruses)相关的Rep分子而得名。目前,类双生病毒科包括9个病毒属,这些病毒都只包含一个单组分的环状单链DNA基因组,基因组全长为2-2.4 kb,在该环状分子上编码Rep蛋白和外壳蛋白(CP)。

在本研究中,研究人员从小麦赤霉病的主要病原真菌禾谷镰刀菌( Fusarium graminearum )中鉴定到一个三组分的环状ssDNA病毒(FgGMTV1),该病毒基因组包含三个环状ssDNA分子(DNA-A、DNA-B和DNA-C),大小都在1.3kb左右,DNA-A编码Rep,DNA-B编码CP,DNA-C编码一个未知功能蛋白p26。序列比对和系统发育分析结果表明,该病毒是 Genomoviridae 一个新病毒,并建议在该病毒科成立一个新的病毒属Gemytripvirus,FgGMTV1是该病毒属的代表病毒;而且,系统发育分析表明,FgGMTV1的多组分基因组可能是从古老的类双生病毒的单组分基因组进化而来。他们将滚环复制(Rolling circle amplification, RCA)产生的dsDNA片段通过限制性内切酶位点插入到pBluescript Ⅱ SK (+)载体,成功构建了三个片段的侵染性克隆,并利用这些侵染性克隆的不同组合,探索三个片段之间的相互关系,以及对寄主真菌生物学功能的影响。侵染性实验结果表明,DNA-A和DNA-B两者的复制彼此依赖,缺一不可,但是DNA-C的复制却依赖于DNA-A和DNA-B的共同存在,DNA-C能够增强病毒DNA在寄主真菌中积累水平;同时,病毒粒子的形成与DNA-C的存在与否无关。生物学功能实验表明,DNA-A和DNA-B能够严重抑制寄主真菌生长,并引起低毒力,而DNA-C却能够使DNA-A和DNA-B引起的不正常表型恢复,而且能够使病毒通过分生孢子进行垂直传播。FgGMTV1的发现加深了我们对类双生病毒科病毒以及CRESS DNA病毒的多样性和进化的认识,该病毒侵染性克隆的成功构建能够使进一步探索FgGMTV1与寄主的互作,扩展FgGMTV1的寄主范围和在分子水平上对该病毒进行操作,变得更加容易。该构建方法也能够为类似病毒的侵染性克隆的构建提供良好的参考。

4008.com为论文的第一完成单位,李鹏飞博士为第一作者,郭立华研究员为通讯作者,邱德文研究员、王双超助理研究员和硕士研究生张理航也参与此研究工作,周雪平教授为本研究提供了重要的指导意见。该研究得到国家重点研发计划(2018YFD0200500)项目资助。

原文链接:https://advances.sciencemag.org/content/6/14/eaay9634