无花果叶斑驳相关病毒 2 完整基因组序列揭示其独特分类地位

【字体: 时间:2025年03月12日 来源:Archives of Virology 2.5

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  为准确分类和表征无花果叶斑驳相关病毒 2(FLMaV2),研究人员测定其完整基因组序列,发现其或代表新属。

  在植物病毒的神秘世界里,有一种名为无花果叶斑驳相关病毒 2(Fig leaf mottle-associated virus 2,FLMaV2)的病毒,一直困扰着科研人员。它能让无花果的叶子出现斑驳和花叶的症状,影响无花果的生长和品质。但由于此前缺乏完整的基因组序列,它在病毒分类学上的地位一直模糊不清,这就好比在一个庞大的家族族谱中,有一个成员的身份始终难以确认,这不仅阻碍了对它的深入研究,也让防控工作难以有效开展。为了揭开 FLMaV2 的神秘面纱,来自南非斯泰伦博斯大学(Stellenbosch University)的研究人员 Rachelle Bester、Shannon Goodchild 和 Hans J. Maree 展开了一项重要研究。最终,他们成功测定了 FLMaV2 的完整基因组序列,相关成果发表在《Archives of Virology》上,这一发现为病毒分类学提供了新的思路,也为后续防控该病毒提供了关键依据。
在这项研究中,研究人员主要运用了三种关键技术方法。首先是高通量测序(High-Throughput Sequencing,HTS),通过对感染病毒的无花果叶样本进行高通量测序,获得了部分基因组序列信息。然后利用逆转录聚合酶链式反应(Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction,RT-PCR)技术,针对获得的部分序列设计引物,扩增出更多的基因片段。最后,采用 cDNA 末端快速扩增(Rapid Amplification of cDNA Ends,RACE)技术,成功获取了基因组的 5’端和 3’端序列,从而拼接出完整的基因组序列。

研究结果如下:

  • 基因组序列测定:研究人员从南非西开普省的花园采集无花果叶样本,经过一系列实验操作,成功测定了 FLMaV2 分离株 F8D3 的完整基因组序列,长度为 16925 个核苷酸(nt)。通过与之前提交到 NCBI GenBank 的部分 FLMaV2 序列(FJ473383.1)对比发现,两者核苷酸序列同一性仅为 83.85%,这表明南非的 FLMaV2 分离株是一个差异较大的变体。
  • 基因组结构分析:FLMaV2 的基因组结构与 FJ473383.1 相似,5’非翻译区(UTR)长度为 1005 nt,后面紧接着 9 个正向的开放阅读框(Open Reading Frame,ORF),3’UTR 长度为 231 nt 。它的基因组结构与小樱桃病毒 2(Little cherry virus 2,LChV2)和山药无症状病毒 1(Yam asymptomatic virus 1,YaV1)相似,但与典型的安普洛病毒属(Ampelovirus)成员不同。例如,在 FLMaV2、LChV2 和 YaV1 中,ORF1a 中的 L-Pro 和 AlkB 结构域未被检测到,且一些 3’端的 ORF(如 p21、p20A、p20B、p4 和 p7)缺失。值得注意的是,保守的安普洛病毒五基因模块(p5、Hsp70h、p55、CP、CPm)在这些病毒中,因 CP 基因前额外的 p21 基因而被破坏。
  • 系统发育分析:研究人员基于 RNA 依赖的 RNA 聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)和衣壳蛋白(Coat Protein,CP)氨基酸序列进行系统发育分析。结果显示,FLMaV2 与 LChV2 和 YaV1 聚集在一个单独的分支上,与安普洛病毒属的其他成员分开。此外,FLMaV2 的 CP 估计分子量为 44.15 kDa,明显大于典型安普洛病毒的 CP(28 - 36 kDa),同样,LChV2、YaV1 和开心果安普洛病毒 A(Pistachio ampelovirus A,PAVA)的 CP 也较大。

研究结论和讨论部分指出,这是首次报道 FLMaV2 的完整基因组序列,虽然它与安普洛病毒属成员有相似之处,但在基因组结构和系统发育关系上存在显著差异,这对其在该属的分类地位提出了挑战。基于这些差异,研究人员建议建立一个新属来容纳 FLMaV2、LChV2 和 YaV1,以反映它们在进化上的独特性。这一研究成果不仅为 FLMaV2 的分类和特征描述提供了重要依据,也为黄症病毒科(Closteroviridae)的分类框架重新审视提供了契机,有助于推动植物病毒学领域的进一步发展,让我们对植物病毒的认识更加深入,为后续防控相关病毒病害奠定了坚实基础。
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