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弹状病毒科(Rhabdoviridae )植物相关病毒分类复杂,新病毒不断涌现。研究人员对新型三分体弹状病毒展开研究,创建了 Trirhavirus 属。这有助于深入理解病毒进化,完善病毒分类体系,为防控植物病毒病提供理论依据。
在病毒的微观世界里,弹状病毒科(Rhabdoviridae)一直是科学家们密切关注的对象。这类病毒有着负链 RNA 基因组,广泛感染包括植物、动物等各类宿主,许多成员还是严重影响公共卫生、农业和渔业的病原体。在植物相关弹状病毒领域,分类主要依据基因组的特征,像之前已知的有未分段基因组的病毒,还有二分体基因组的病毒 ,但随着研究的深入,仍有许多未知等待探索。
为了进一步厘清植物相关弹状病毒的种类和特性,来自阿根廷国家农业技术研究所植物病理学研究所(Instituto de Patología Vegetal, Centro de Investigaciones, Agropecuarias, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria,IPAVE - CIAP - INTA)的 Nicolas Bejerman 和 Humberto Debat 等研究人员展开了研究。他们的研究成果发表在《Archives of Virology》上,这一成果对病毒学领域意义重大。
研究人员采用了生物信息学分析技术,对多种植物的转录组数据集进行挖掘。他们从红桤木(Alnus rubra)、菊花(Chrysanthemum morifolium)、内华达桂竹香(Erysimum nevadense)、苜蓿(Medicago sativa)和刺毛牛舌草(Picris echioides)的转录组数据中,发现了 5 种新型弹状病毒。通过深入分析,他们确定这些病毒具有三分体基因组,这在之前的弹状病毒研究中从未被报道过。
接着,研究人员对这些病毒的基因组结构进行研究。他们发现,RNA 1 长度在 6332 - 6699nt 之间,仅编码一个 L 蛋白;RNA 2 长度在 3989 - 5289nt,除 AlTRV1 外,其他 4 种病毒的 RNA 2 都有 4 个基因,且首个基因编码假定的核衣壳(N)蛋白,其余蛋白功能未知;RNA 3 长度在 4259 - 5133nt,编码 4 种功能未知的蛋白,前 3 种蛋白相互同源且同线性。此外,他们还确定了这些三分体弹状病毒的共有基因连接序列为 3′ - AAUUCUUUUGN (N)nCNN - 5′,与细胞弹状病毒(cytorhabdoviruses)的序列高度相似。
在蛋白研究方面,通过 BLASTp 搜索等技术分析发现,L 蛋白序列与细胞弹状病毒更相似,N 蛋白与花椰菜花叶病毒(varicosaviruses)或核弹状病毒(nucleorhabdoviruses)的 N 蛋白最为相似。而 P5 蛋白与埃马病毒(emaraviruses)编码的假定沉默抑制蛋白有显著相似性,这也支持了这些三分体病毒与植物相关的观点。另外,预测 P4 和 P8 蛋白存在跨膜结构域,暗示它们可能具有与膜相关的功能,但通过 HHblits 分析,未发现它们与已知的病毒孔蛋白或糖蛋白有序列相似性。
系统发育分析也是研究的重要部分。基于推导的 L 蛋白氨基酸序列和 N 蛋白氨基酸序列分别构建系统发育树,结果显示,这些三分体弹状病毒分别形成了独特的进化分支,且位于所有细胞弹状病毒或所有植物相关弹状病毒的基部,表明它们有着独特的进化历史 。
基于以上研究结果,研究人员创建了一个新的属 ——Trirhavirus 属,归属于弹状病毒科下的 β 弹状病毒亚科(Betarhabdovirinae)。该属目前包含 5 个种,分别为 Trirhavirus alni、Trirhavirus chrysanthemi、Trirhavirus erysimi、Trirhavirus medicagonis 和 Trirhavirus picridis ,并设定该属内物种划分的阈值为 L ORF 核苷酸序列的成对同一性达到 75%。
这项研究具有重要意义。首先,新属的创建丰富了弹状病毒科的分类体系,让人们对病毒的多样性有了更深入的认识。其次,对这些新型病毒的研究,有助于理解病毒的进化历程,为后续研究病毒与宿主的相互作用奠定了基础。此外,明确这些病毒的特征,也为植物病毒病的防控提供了理论依据,有助于开发更有效的防控策略。
在研究结论部分,研究人员成功发现并鉴定了一类新型三分体弹状病毒,并建立了 Trirhavirus 属,这是弹状病毒研究领域的重要进展。在讨论部分,研究人员指出,虽然对这些病毒的基因组结构和部分蛋白功能有了一定了解,但仍有许多未知的蛋白功能需要进一步探索,例如 P2、P3、P6、P7、P9、P10 和 P11 蛋白的功能。未来的研究可以聚焦于此,以更全面地了解这些病毒的生物学特性,为病毒学领域的发展做出更多贡献。