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葡萄枝干全息组元转录组学揭示木材真菌病毒组多样性及其在阿根廷葡萄树干病害中的生态意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月22日 来源:Virology 2.8
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本研究通过阿根廷葡萄树干样本的元转录组学分析,首次系统解析了与葡萄树干病害(GTD)相关的真菌病毒组(mycovirome),鉴定出78种新病毒物种,涵盖dsRNA、ssRNA(-)和ssRNA(+)等多种基因组类型。该研究为理解GTD复杂病理机制及开发基于真菌病毒(mycovirus)的生物防治策略提供了重要理论基础。
葡萄作为全球重要的经济作物,其栽培过程中面临葡萄树干病害(Grapevine trunk diseases, GTD)的严重威胁。这类病害由多种真菌病原体复合感染导致,在阿根廷表现为"Hoja de Malvón"(HDM)症状,可造成20年以上老藤系统性坏死。传统研究多聚焦单一病原体,而近年提出的全息组(holobiome)概念强调宿主与共生微生物群的协同进化关系。在此框架下,真菌病毒(mycovirus)作为真菌宿主的"增强基因组"组分,可能通过调控病原体毒性影响GTD进程,但相关研究在南美葡萄栽培体系中尚属空白。
阿根廷国家农业技术研究所(INTA)的研究团队选取23年生Malbec克隆2葡萄树,通过元转录组学技术对健康与GTD症状样本进行比较分析。研究采用Luján de Cuyo地区葡萄园冬初采集的木材样本,利用高通量测序和生物信息学流程进行病毒组解析。
主要技术方法
样本来自阿根廷门多萨INTA实验站的23年生Malbec葡萄树,通过Illumina平台进行元转录组测序,使用TRINITY软件组装病毒序列,通过BLASTX和PHYML进行序列注释与系统发育分析,鉴定出的病毒序列已提交至ENA-EMBL(PRJEB31098)和GenBank。
研究结果
病毒组多样性特征
共鉴定123条新型病毒序列,系统发育分析表明这些序列代表78个新病毒物种。基因组类型包括dsRNA、ssRNA(-)和ssRNA(+),分属15个以上病毒科,其中部分高度分化病毒可能构成新属甚至新科,如类纳尔纳病毒(narnavirus-like)和类蛇形病毒(ophiovirus-like)。
生态分布模式
病毒检出率与RNA丰度在健康与病害样本间呈现显著差异,暗示病毒-真菌-植物的三重互作可能影响GTD发生发展。值得注意的是,与HDM主要病原体Arambarria destruens相关的病毒群体展现出特殊动态。
潜在应用价值
研究发现部分病毒具有典型真菌病毒(mycovirus)的减毒特征,这为开发基于病毒介导的真菌致病性调控(即"病毒疗法")提供了候选靶标。
结论与展望
该研究首次绘制了南美葡萄栽培系统木材真菌病毒组图谱,揭示GTD复杂病理网络中未被认知的病毒组分。发现的78个新病毒物种不仅拓展了国际病毒分类委员会(ICTV)的数据库,更重要的是为理解全息组层面宿主-微生物互作提供了新视角。未来研究可聚焦:1) 关键真菌病毒对GTD病原体毒力的调控机制;2) 病毒群落结构与病害严重度的相关性;3) 基于元病毒组学的早期诊断标记开发。这项发表于《Virology》的工作为GTD综合治理策略开发奠定了分子基础,特别是为阿根廷特色HDM病害的可持续防控提供了新思路。
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