三节段γ分病毒Aspergillus sulphureus partitivirus 1的分子特征及其对宿主产孢能力的调控机制研究

研究人员针对非植物病原真菌病毒多样性认知不足的问题，对传统食品发酵源Aspergillus sulphureus中分离的三节段γ分病毒AsuPV1开展系统研究。通过密度梯度离心分离病毒颗粒，结合进化分析与表型实验，首次证实该病毒通过独立衣壳化三基因组片段增强宿主产孢能力，为分病毒科（Partitiviridae）基因组进化与宿主互作机制提供新见解。

　　

在真菌与病毒的共生关系中，一类被称为真菌病毒（mycovirus）的微生物长期潜伏于宿主细胞内，它们虽不致命却可能显著改变宿主的生物学特性。过去数十年间，科学家们主要关注那些能削弱植物病原真菌毒力的病毒，而对非病原真菌中的病毒多样性认知仍存在巨大空白。这一认知鸿沟在传统发酵食品领域尤为突出——例如日本传统食材"鲣节"（katsuobushi）的生产过程中，曲霉属真菌的病毒组成了怎样的生态网络？这些病毒又如何影响发酵过程？这些问题激发了东京大学农业与生命科学研究科的研究团队展开探索。

该团队此前从鲣节分离的Aspergillus sulphureus菌株中鉴定出新型γ分病毒AsuPV1，其独特的三节段基因组结构打破了该病毒科通常仅含双节段的认知。为揭示其进化地位与生物学特性，研究人员通过密度梯度离心结合电子显微镜首次可视化该病毒40 nm粒径颗粒，并运用肽质量指纹图谱确认衣壳蛋白（CP）身份。系统发育分析基于RNA依赖的RNA聚合酶（RdRP）氨基酸序列，将AsuPV1归类至γ分病毒亚群I，与已知最相近病毒Penicillium stoloniferum virus F（PsV-F）共享71%衣壳蛋白同源性。通过抗病毒药物2'-C-甲基胞苷（2CMC）和利巴韦林处理获得同源无病毒菌株，比较表型首次发现AsuPV1能显著提升宿主产孢量，这一发现为理解病毒-真菌共生关系提供了新维度。相关成果发表于《Archives of Virology》。

关键技术包括：1）基于碘克沙醇密度梯度超速离心分离病毒颗粒；2）SWISS-MODEL同源建模预测衣壳三维结构；3）RT-PCR检测病毒消除效率；4）跨亚群比较基因组分析；5）产孢量统计与生长速率测定。

研究结果：

1. 系统发育分析揭示分类地位
   通过构建包含75种分病毒的RdRP系统发育树，证实AsuPV1属于γ分病毒亚群I，与PsV-F构成独立分支。其dsRNA3与PsV-F对应片段保持38.66%序列同一性，显著高于其他三节段γ分病毒（19.49-33.31%），暗示该亚群内存在特定基因组扩展机制。

2. 病毒颗粒特性解析
   采用创新性碘克沙醇密度梯度离心，从菌丝体裂解液中分离出含三基因组片段的病毒颗粒。SDS-PAGE显示45 kDa主带经质谱鉴定为衣壳蛋白（覆盖度48%，Mascot评分919），电镜观测证实颗粒直径约40 nm，符合γ分病毒形态特征。

3. 衣壳结构预测
   以PsV-F衣壳（PDB: 3es5.1）为模板的同源建模显示，AsuPV1 CP通过N端无序区（含17.5%碱性氨基酸）与基因组互作，60个同源二聚体以二十面体对称排列，整体结构与PsV-F均方根偏差仅0.132。

4. 宿主表型调控
   在PDA培养基中，携带AsuPV1的原始菌株（Ps）产孢量较无病毒株（Ps-P）显著增加（p<0.05），而径向生长速率无差异。该效应具有培养基依赖性——在YPS2A培养基中病毒无法被消除，提示营养条件影响病毒稳定性。

这项研究首次系统阐释了三节段γ分病毒AsuPV1的分子特征与宿主调控功能，其突破性体现在三方面：首先，扩充了γ分病毒亚群I的基因组多样性认知，为病毒基因组分段进化提供新案例；其次，建立的碘克沙醇密度梯度离心方法为分病毒颗粒纯化提供新方案；最重要的是，发现病毒增强非病原真菌产孢能力，这对理解发酵体系中微生物群落动态具有应用价值。未来研究可进一步解析dsRNA3的功能演化及其与宿主转录组的互作网络，为真菌病毒的人工调控奠定基础。