植物抗病毒侵染的分子機(jī)制

1、植物抗病毒侵染的分子機(jī)制植物在其進(jìn)化的過程當(dāng)中可以為微生物提供一定的物質(zhì)環(huán)境，而微生物的生存主要是基于植物產(chǎn)生的能量。目前，有將近四百多種植物病毒。植物病毒作為農(nóng)作物的一個(gè)主要病原體，對農(nóng)作物的產(chǎn)量以及質(zhì)量都有嚴(yán)重的危害。關(guān)于植物病毒的研究開始于十九世紀(jì)的九十年代，有研究人員發(fā)現(xiàn)，煙草花葉遭受病毒侵染后，其葉片上會(huì)出現(xiàn)葉斑點(diǎn)，致使煙葉品質(zhì)和產(chǎn)量都受到嚴(yán)重影響。因此，對植物病毒防御機(jī)制的研究可以為農(nóng)作物產(chǎn)量以及品質(zhì)提供保障?！娟P(guān)鍵詞】植物病毒；抗病毒侵染分子；分子機(jī)制植物病毒是指感染高等植物以及藻類等生物的病毒1。在1576年，就出現(xiàn)了植物病毒的記載，其中最有名的是荷蘭雜色郁金香病毒。根據(jù)基因組

2、的構(gòu)成，植物病毒分為單鏈正義、反義RNA病毒和單鏈、雙鏈DNA病毒2。植物病毒并不是自己直接侵入到植物表皮中去的，還需通過一些諸如昆蟲等無脊椎動(dòng)物進(jìn)入到植物細(xì)胞中，有80%的植物病毒是通過昆蟲等導(dǎo)致初侵染的。病毒在初侵染細(xì)胞中進(jìn)展復(fù)制，通過細(xì)胞間的連絲會(huì)擴(kuò)散到鄰近的細(xì)胞中，通過微管組織于植物體內(nèi)繁殖，最終破壞植物的細(xì)胞構(gòu)造，產(chǎn)生病癥，影響植物的生長。關(guān)于植物抗病毒侵染分子機(jī)制可從以下內(nèi)容作分析。一、植物抗病毒增殖分子機(jī)制病毒侵入到植物的主細(xì)胞后，會(huì)通過寄主復(fù)制。植物病毒的遺傳構(gòu)成及范圍有很大的差異，不過復(fù)制的過程根本一樣。目前，對單鏈正義RNA病毒復(fù)制的過程研究較多，此種病毒侵入到植物細(xì)胞之后

3、，RNA會(huì)合成蛋白同時(shí)組裝成復(fù)合體，將正鏈RNA作為模板合成負(fù)鏈RNA后以負(fù)鏈為模板合成更多正鏈RNA。完成這一過程后，會(huì)在植物細(xì)胞中挪動(dòng)，與此同時(shí)被包裹成病毒粒對植物進(jìn)展侵染。二、植物抗病毒挪動(dòng)分子機(jī)制病毒在細(xì)胞內(nèi)完成自身復(fù)制后，可以通過寄主的微管挪動(dòng)到胞間的連絲中區(qū)，同時(shí)通過其擴(kuò)散到鄰近的細(xì)胞，最終實(shí)現(xiàn)胞內(nèi)以及胞間的挪動(dòng)過程。植物病毒通過胞間連絲挪動(dòng)有兩種方式，一個(gè)是通過其挪動(dòng)蛋白合成的管狀通道插入到胞間連絲病毒侵染導(dǎo)致胞間連絲的孔徑增大中去，而后病毒粒通過這個(gè)通道挪動(dòng)。此類病毒多見于線蟲多面體病毒屬和纖缺點(diǎn)毒屬、油橄欖病毒屬等。另外一種方式不是通過管狀通道挪動(dòng)，例如，煙草花葉病毒屬以及番

4、茄叢矮病毒屬等。其中，對煙草花葉病毒挪動(dòng)的研究較多。研究認(rèn)為，該病毒于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)完成自身復(fù)制之后，復(fù)制的復(fù)合體會(huì)釋放病毒的RNA和挪動(dòng)蛋白，然后通過微管蛋白輔助，整合成vRNP病毒核酸蛋白復(fù)合物，然后通過微管蛋白以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的蛋白挪動(dòng)。三、RNA沉默介導(dǎo)病毒機(jī)制植物抗病毒的方式有很多，近年發(fā)現(xiàn)了植物中的RNA沉默介導(dǎo)抗病毒機(jī)制病毒侵入到寄主細(xì)胞之后，病毒中的dsRNA被植物中的dicer-like加工成virus short interfering RNA，然后其同AGO蛋白結(jié)合，降解同virus short interfering RNAs互補(bǔ)并配對成長鏈病毒RNA，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抗病毒侵染的目的。植

5、物中的RNA沉默機(jī)制屬于植物體內(nèi)的天然抗性機(jī)制，病毒中的dsRNA也可以作為病毒的病原分子形式，植物中的DCL那么可以作為感應(yīng)因子對dsRNA進(jìn)展識別3。因植物抗病毒RNA沉默機(jī)制，病毒也會(huì)編碼成相應(yīng)的抑制因子對植物的沉默機(jī)制進(jìn)展干擾。因此，植物病毒中的沉默抑制因子在植物致病中非常重要。對于該抑制因子的研究有很多，有研究專家認(rèn)為沉默抑制因子的主要作用方式是dsRNA，隨后也有研究認(rèn)為沉默抑制因子也有其他的作用方式4。植物防御病毒侵染的方式有很多，可以通過繁殖無毒種子或者噴灑殺蟲劑等。但是同植物自身的遺傳抗性相比，這些方式既不省時(shí)也不省力。隨著抗病機(jī)制的深化研究，通過遺傳手段來抵抗病毒侵染是可行

6、的。三、R基因信號調(diào)節(jié)反響從Anr細(xì)胞到防御反響的產(chǎn)生，細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一系列的生理變化，一開始是膜透性發(fā)生改變，鈣離子和質(zhì)子流入到細(xì)胞中去，與此同時(shí)鉀離子同氯離子流出細(xì)胞膜。而后向胞外釋放諸如活性氧以及一氧化氮等自由基。這些自由基的局部集聚可以促使植物發(fā)生超敏反響和抗病基因表達(dá)。自由基作為信號分子誘導(dǎo)磷脂酶對細(xì)胞中的脂肪酸，使透性增加，進(jìn)而釋放茉莉酮酸脂等。細(xì)胞會(huì)先對胞外的信號和胞內(nèi)信號進(jìn)展感知，胞內(nèi)的信號分子會(huì)集聚在一起引起蛋白的去磷酸化反響，信號就會(huì)被放大，最終使得抗病基因的翻譯表達(dá)增強(qiáng)。Pto激酶不但可以使其自身的絲氨酸磷酸化，還可以使促使其他類型的絲氨酸磷酸化，同時(shí)同抗病機(jī)制因子進(jìn)展結(jié)合，促使這些基因表達(dá)，以進(jìn)步植物的抗病毒的才能?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1錢禮超，劉玉樂. 植物抗病毒分子機(jī)制J. 中國科學(xué)：生命科學(xué)，2021，10：999-1009.2孔君，杜智欣，朱水芳，等. 植物抗病毒分子機(jī)制的研究進(jìn)展J. 生物技術(shù)通報(bào)，2021，11：15-20