赝棒孢属植物上一种感染 Thomson 银叶树(Clerodendrum thomsoniae)的新发 Emaravirus 属病毒分子特征鉴定

《Archives of Virology》:Molecular characterization of a new emaravirus infecting Clerodendrum thomsoniae plants

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月06日 来源:Archives of Virology 2.5

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  高通量测序(HTS)揭示了一种命名为 clerodendrum yellow blotch virus(ClYBV)的新发 Emaravirus 属病毒,其感染位于巴西圣保罗州的 Thomson 银叶树(Clerodendrum thomsoniae)植株。研

  
高通量测序(HTS)揭示了一种命名为 clerodendrum yellow blotch virus(ClYBV)的新发 Emaravirus 属病毒,其感染位于巴西圣保罗州的 Thomson 银叶树(Clerodendrum thomsoniae)植株。研究人员恢复了四个基因组 RNA 节段(RNA1、RNA3、RNA4 与 RNA5),而 RNA2 未被检出。基于氨基酸序列的系统发育分析与两两比对显示,ClYBV 与红桤木黄环斑伴随病毒(redbud yellow ringspot-associated virus,RYRaV,Emaravirus cercidis)亲缘关系最近。感染植株叶片组织经透射电子显微镜(TEM)观察未发现 ClYBV 颗粒。上述结果支持将 ClYBV 鉴定为 Emaravirus 属新成员,但 RNA2 不可检出提示该分离株可能为缺陷型,缺失此节段且无法产生病毒颗粒。研究人员提议采用双名法物种名“Emaravirus clerodendri”。
研究背景与立项依据
Emaravirus 属病毒隶属 Fimoviridae 科、Bunyavirales 目,为蜱螨目瘿螨(eriophyoid mites)传毒的分段单链负义 RNA 病毒,病毒粒子为直径约 100 nm 的有膜颗粒,基因组节段数因种而异(4–10 段),核心编码 RNA 依赖的 RNA 聚合酶(RdRP,RNA1)、糖蛋白前体(GP,RNA2)、核衣壳蛋白(NP,RNA3)与运动蛋白(MP,RNA4)。该类病毒在全球引起观赏及栽培植物的黄斑、环斑、花叶与畸形等症状。截至研究开展前,ICTV 已收录 33 个种,但未见 Thomson 银叶树(Clerodendrum thomsoniae,俗称 glory-bower)受 Emaravirus 感染的报道,且巴西地区该属病毒多样性仍不充分。2017 年研究人员在巴西圣保罗州皮拉西卡巴市居民庭院采集到两株表现黄色斑驳(yellow blotch)症状的 C. thomsoniae,为明确其病原并评估是否为新种,开展了本研究。论文发表于《Archives of Virology》。
主要技术方法概述
研究人员以 2017 年采自巴西圣保罗州皮拉西卡巴市居民庭院、表现黄色斑驳的两株 C. thomsoniae 为样本队列,取其扦插温室保有株的单株症状叶提取总 RNA;采用 Ribo-Zero 去除核糖体 RNA 后于 Illumina NovaSeq 6000 平台进行 2×100 bp 双端 HTS;序列经 SPAdes 与 Trinity 在 Galaxy 平台去 novo 组装,BLASTn/BLASTp 比对 NCBI Virus 植物病毒库以钓取 Emaravirus 相关重叠群(contig);用 NCBI CDD 注释保守域;以 ClustalW 做蛋白比对、IQ-TREE 建最大似然系统树(1000 次超快自举)、RDP5 做重组检测;设计 RdRP 区特异性引物做 RT-PCR 验证;以 Spurr 树脂包埋超薄切片做 TEM 观察;并以嫁接法做生物学传毒复现。
研究结果
Emaravirus 属与病害背景
综述该属分类地位、基因组架构与典型症状谱,确立分段负链 RNA、瘿螨传播与 4–10 节段多样性框架,为后续新病毒判定提供标尺。
样本与 HTS 发现
两株 C. thomsoniae 黄色斑驳叶经 HTS 各获超 3000 万 reads,组装后稳定回收 4 条 Emaravirus 相关 contig(两两一致 >99%),同时检出已知 Dichorhavirus piracicabense(CLSV)但非系统侵染病原;四条 contig 注释为 RNA1/3/4/5,RNA2 始终缺位。
ClYBV 基因组结构表征
RNA1(登录号 PZ229612,7058 nt)含单 ORF 编码 2300 aa RdRP(约 267 kDa),带 Bunyavirus RdRP 域(pfam04196);RNA3(PZ229613,1513 nt)编码 309 aa NP(34 kDa);RNA4(PZ229614,1645 nt)编码 375 aa MP(42 kDa),带 emaravirus P4 域(pfam16505);RNA5(PZ229615,1527 nt)编码 223 aa 假定蛋白 P5(25 kDa),同源见于 ≥30 种 Emaravirus。各节段 5′/3′ 末端 13 nt 序列与其他 Emaravirus 相似,UTR 导向迭代 BLASTn 未再发现新节段。
系统发育与序列同一性
ClYBV 四个蛋白与最近缘种 RYRaV(Emaravirus cercidis)的 aa 同一性分别为 RdRP 72.60%、NP 62.10%、MP 63.04%、P5 48.43%,均低于 ICTV 种间阈值 80%。四蛋白最大似然树中 ClYBV 均与 RYRaV、LiCRaV(Emaravirus syringae)、AcCRaV(Emaravirus actinidiae)、EMARaV(Emaravirus sorbi)成支持率良好分支,MP/P5 树中 EMARaV 脱离 ClYBV 分支,符合该属“按蛋白分四大支”规律;RDP5 未检到种间重组。
RT-PCR 验证与 TEM 观察
RdRP 区特异引物从两株总 RNA 扩出 415 bp 单一条带;TEM 超薄切片未见 Emaravirus 样有膜颗粒,但在病斑表皮与薄壁细胞胞质见电子致密团块,类似缺陷型番茄斑萎病毒(TSWV)核蛋白聚集体。
RNA2 缺失与缺陷型推断
结合 PerMV 日本分离株中 5/21 缺 RNA2、RRV 感染性克隆缺 RNA2 仍可在本氏烟侵染的先例,研究人员判断 ClYBV 分离株因 RNA2(GP 编码节段)丢失而无法装配完整病毒粒子,属缺陷型而非完整基因组代表。
嫁接传毒与宿主专一性
以病株嫁接 2 株健康 C. thomsoniae,60 d 后重现黄色斑驳,RT-PCR 确证 RdRP 阳性;未检出 CLSV 及其症状,提示 ClYBV 可独立经嫁接传播,自然介体未明。
分类结论
依 ICTV 标准(任意两蛋白 aa 同一性 <80% 即归不同种),ClYBV 满足新种条件;但因 RNA2 未得,该分离株更宜视为缺 RNA2 的潜在缺陷型。此为巴西首例 C. thomsoniae 受 Emaravirus 感染记录,研究人员提议双名法种名 Emaravirus clerodendri。
讨论与结论翻译
讨论指出,RNA2 缺失在 Emaravirus 中并非孤例,但 ClYBV 是首个在 C. thomsoniae 上描述且伴随 GP 节段丢失的 Emaravirus 分离株;TEM 下无完整病毒粒子与电子致密团块并存,支持“缺 GP 则无包膜装配”的假设。结论部分原文要义为:高通量测序揭示了感染巴西圣保罗州 Thomson 银叶树的新 Emaravirus——ClYBV,恢复 RNA1/3/4/5 而 RNA2 未检出;系统发育与两两比对显示其最近缘于 RYRaV(Emaravirus cercidis);TEM 未观察到病毒颗粒;结果支持 ClYBV 作为 Emaravirus 属新种,但 RNA2 不可检出提示该分离株可能为缺陷型、缺此节段且不能产生病毒粒子;提议双名法物种名“Emaravirus clerodendri”。该研究扩展了 Fimoviridae 寄主谱与新世界热带观赏植物病毒认知边界,并为 Emaravirus 缺陷型分离株的鉴定提供了分子与超微结构双重证据链。
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