植物病毒2015課件

植物病毒

目前已研究和命名的植物病毒達1000多種，其中許多為重要的農(nóng)作物病原。

第一節(jié)植物病毒概述

在我國北方麥區(qū)間歇性暴發(fā)的小麥黃矮?。˙arleyyellowdwarf）平均造成30%的產(chǎn)量損失。在油菜上，因病毒病造成的產(chǎn)量損失常年達20~30%。病毒粒體的形態(tài)微小，其度量單位通常采用納米（nm，1nm=10-9m）。植物病毒粒體形態(tài)大部分為球狀、桿狀和線狀，少數(shù)為彈狀、桿菌狀和雙聯(lián)體狀等

。

第二節(jié)植物病毒的一般性狀一、植物病毒的形態(tài)許多植物病毒由不只一種粒體構(gòu)成

煙草脆裂病毒有兩種桿狀粒體，長的一種為195×25nm，短的一種為43~110×25nm；苜?；ㄈ~病毒有5種粒體組分：大小為58×18、54×18、42×18、30×18、18×10nm。

植物病毒粒體主要含有核酸和蛋白兩大部分。中間為核酸（RNA或DNA），外部有外殼蛋白（CoatProtein，CP）包被形成衣殼，少數(shù)病毒在蛋白衣殼外面還包被一層那囊膜（envelope），稱為包膜病毒,如植物彈狀病毒。二、植物病毒的結(jié)構(gòu)

植物病毒的衣殼呈螺旋對稱（如TMV

）

、二十面體對稱（如蕪菁黃色花葉病毒TYMV

）

。2、病毒粒體核酸含量球狀病毒：15%~45%。線狀及桿狀病毒：5%~6%。彈狀病毒：1%。3、病毒的多分體現(xiàn)象為植物病毒所特有，并僅存在于＋ssRNA病毒中。是指病毒的基因組分布在不同的核酸鏈上，分別包裝在不同的病毒粒體里。由于遺傳信息分開了，單獨一個粒體不能侵染，必需是一組幾個同時侵染才能全部表達遺傳特性。結(jié)構(gòu)蛋白主要是外殼蛋白和包膜蛋白，有些病毒還有基因組結(jié)合蛋白（VPg）。絕大多數(shù)植物病毒的外殼蛋白僅由一種蛋白多肽構(gòu)成，個別的有兩種以上。

非結(jié)構(gòu)蛋白包括復(fù)制酶、參與病毒運轉(zhuǎn)的運動蛋白等。（二）蛋白質(zhì)（三）脂類

大多數(shù)植物病毒不含脂類，只有具包膜的病毒才有脂類。（四）其他組份

糖蛋白、金屬離子、多胺、水等。第三節(jié)植物病毒的侵染和傳播以（+）RNA病毒為例，病毒的復(fù)制過程如下：（1）病毒粒體進入寄主細胞，脫殼，釋放RNA；（2）RNA與核糖體結(jié)合，翻譯出病毒復(fù)制酶等與復(fù)制相關(guān)的基因產(chǎn)物；（3）復(fù)制酶以（+）RNA為模板合成（-）RNA鏈，并形成雙鏈復(fù)制型；（4）從復(fù)制型產(chǎn)生子代（+）RNA鏈；（5）以病毒RNA為模板合成外殼蛋白；（6）外殼蛋白亞基和RNA組裝成新的病毒粒體。

植物病毒基因組復(fù)制具有多樣性

在植物葉肉細胞間的移動稱為胞間運轉(zhuǎn)（移動）；經(jīng)維管束輸導(dǎo)組織的運轉(zhuǎn)稱為長距離運轉(zhuǎn)（移動）。二、病毒在植物體內(nèi)的運轉(zhuǎn)（移動）一些病毒僅能在某些寄主的接種點附近有限的細胞內(nèi)擴散，表現(xiàn)為局部侵染。病毒在細胞間移動的速度是緩慢的，平均每天不過1mm左右。（二）長距離運轉(zhuǎn)植物病毒的侵染大都是系統(tǒng)性的；先在薄壁細胞組織中增殖和運轉(zhuǎn)；然后進入維管束組織的韌皮部或木質(zhì)部很快地運轉(zhuǎn)。

植物旺盛生長的分生組織很少含有病毒，如莖尖、根尖；采用分生組織培養(yǎng)的方法，可以從病株上得到無毒苗。

三、植物病毒的傳播

植物病毒只能被動傳播，需借外界因子進入活的細胞內(nèi)。植物病毒傳播方式可以分為介體傳播和非介體傳播。目前國際上采用類似于拉丁雙名法來命名植物病毒:

寄主名+癥狀+病毒屬名如TobaccoMosaicTobamovirus

屬名采用斜體書寫。植物病毒屬名以-virus結(jié)尾，常由模式種寄主名稱（英文或拉丁文）縮寫+主要特征描述（英文或拉丁文）縮寫+virus組合而成，書寫采用斜體。如黃瓜花葉病毒屬記作Cucumovirus。科、目的名稱分別以-viridae和-virales為結(jié)尾，均采用斜體書寫。類病毒(viroid)在命名時遵循相似于病毒的規(guī)則，因縮寫名易與病毒混淆，新命名規(guī)則規(guī)定類病毒的縮寫為Vd，如馬鈴薯紡錘塊莖類病毒(Potatospindletuberviroid)縮寫為PSTVd。昆蟲病毒

1～3齡幼蟲取食葉肉，致葉片只剩下網(wǎng)葉脈，被危害葉片不久呈深褐色。4齡后的幼蟲取食葉片呈空洞或缺刻。末齡幼蟲食量大增，食光葉片及嫩梢，僅余樹干。十二世紀(jì)中葉我國《農(nóng)書》中，已有關(guān)于家蠶“高節(jié)”、“腳腫”等病癥的記載；十六到十七世紀(jì)，我國對蠶膿病有描述；十九世紀(jì)中葉，Cornelia和Maestri才記述了家蠶的多角體病的癥狀；

包涵體

由單個或多個昆蟲病毒粒子被包圍在一個主要由蛋白質(zhì)構(gòu)成的包被結(jié)構(gòu)包含單個病毒粒子的呈圓形；包含多個病毒粒子的呈多角體形

顆粒體病毒

多角體病毒

包涵體的大小為0.5～15微米

不溶于水，也不溶于乙醇、氯仿、苯酚等一般的有機溶劑，許多種蛋白酶對它不起作用包涵體的理化特征

它保護著病毒粒子，使病毒粒子在離開昆蟲數(shù)年后仍然具有侵染活性。包涵體的生理功能

在自然條件下，病毒包涵體通過食物進入昆蟲的消化道，由于昆蟲堿性消化液的作用，使得包涵體破裂釋放出病毒粒子。當(dāng)病毒粒子逐步侵染昆蟲體內(nèi)的各種細胞后，造成昆蟲死亡。

包涵體的致病機理

包涵體病毒的分類根據(jù)有無包涵體及包涵體的形狀、在細胞中的位置等，將其分為核型多角體病毒、細胞質(zhì)型多角體病毒、顆粒體病毒及無包涵體病毒等。

桿狀病毒科核型多角體病毒屬(Nucleopolyhedrovirus，簡稱NPV)顆粒體病毒屬(Granulovirus，簡稱GV)

桿狀病毒科(Baculoviridae)包含：桿狀病毒科的兩種病毒形態(tài)許多核內(nèi)獲得包膜的病毒子被包埋入多角體蛋白的結(jié)晶基質(zhì)中，逐漸形成多角體。這種病毒子稱為包埋型病毒子（oocludedvirus，OV）。

核衣殼于胞核內(nèi)病毒發(fā)生基質(zhì)上進行裝配，通過細胞質(zhì)出芽，獲得包膜，這種病毒稱為芽生型病毒（Buddedvirus，BV）雙鏈環(huán)狀的超螺旋DNA，大小為80～180kb；基因組編碼100-200蛋白質(zhì)；雙鏈DNA具有侵染性。桿狀病毒的基因組核型多角體病毒(NPV)核型多角體病毒(nuclearpolyhedrosisviruse,簡稱NPV)是研究得最早和最為詳細的一類昆蟲病毒。到1986年為止，國內(nèi)外發(fā)現(xiàn)464株，中國約124株。屬于桿狀病毒屬（Baculovirus）的A亞組。具有較大的包涵體，稱為多角體，在被感染的細胞核內(nèi)形成。

多角體大小常因寄主昆蟲種類的不同而不同，。常見的形狀有三角形、四角形、五角形、立方體、不規(guī)則形等。核型多角體病毒NPV的理化性狀不溶于水及多種有機溶劑如乙醇、乙醚、三氯甲烷、苯、丙酮等強酸或強堿溶液處理，能使多角體蛋白質(zhì)溶解。病毒粒子外有包涵體的保護，可在自然條件下存活多年仍不失效。對低溫有較高的忍受力。如家蠶NPV在超低溫條件下反復(fù)凍結(jié)融解多次，其感染力不變。對高溫的抵抗力較差，如棉鈴蟲NPV75～80℃條件下不到10分鐘就失活。NPV對昆蟲的侵染感病初期無明顯異常變化；行動遲緩食欲減退；死前體軀變軟；以腹足緊附枝葉倒掛而死；皮膚則脆弱易裂；內(nèi)含大量新形成的核多角體。NPV的感染途徑接種量少潛伏期長；幼蟲齡期越后易感性一般較小；溫度顯著影響潛伏期長短，如家蠶在正常室溫下5～7天就出現(xiàn)病征；較高的相對濕度也能誘發(fā)某些昆蟲發(fā)生病毒病。顆粒體病毒(GV)

顆粒體病毒（granulosisvirus，簡稱GV）在分類上屬桿狀病毒科B亞組，是有包涵體的昆蟲病毒。目前為止國內(nèi)外發(fā)現(xiàn)GV約130株，中國發(fā)現(xiàn)約42株。GV的形態(tài)特征包涵體稱顆粒體(granule)或莢膜(capsule)。先在被感染細胞的核內(nèi)形成，但當(dāng)核膜破裂后可溢出到細胞質(zhì)內(nèi)。包涵體很小。顆粒體的形狀有卵形、橢圓形、長卵形等，通常直徑為0.1～0.3μm，長0.3～1.0μm。每個包涵體內(nèi)一般只有一個病毒粒子。霜天蛾GV的形態(tài)小菜蛾GV經(jīng)堿處理后的病毒粒子GV的理化性狀不溶于水和一般的有機溶劑如乙醚、乙醇、丙酮、二甲苯等。遇強酸或強堿，包涵體能迅速溶解，并可使病毒粒子變性而失去侵染力?？稍谑覝叵卤４?年以上而不失侵染力。高溫可使其失活。較低的溫度有可能延長貯存的時期。紫外線或其他輻射線能使完整的病毒失活。用稀堿處理后可獲得完整和具侵染性的病毒粒子。GV對昆蟲的侵染感染初期無明顯病征；之后出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍和停止取食；感病蟲體可能膨大或收縮；已死幼蟲體壁脆弱；染病幼蟲可存活較長時間；GV的感染途徑通過口服進入易感蟲體，顆粒體在中腸中溶解，游離的病毒粒子通過腸道柱形細胞的微絨毛而侵入，在這些細胞核中增殖，新形成的顆粒體病毒釋放于血淋巴中而導(dǎo)致對其他組織的繼發(fā)感染。蟲體外傷和寄生天敵產(chǎn)卵可引起GV對皮下感染，也可經(jīng)卵垂直傳播。桿狀病毒的復(fù)制循環(huán)主要侵入方式為胞吞作用，突起糖蛋白gp64為表面抗原；核衣殼在細胞質(zhì)中釋放；借助肌動蛋白移動進入細胞核；在細胞核中脫去衣殼，釋放核蛋白。昆蟲病毒的吸附和侵染過程病毒的裸露DNA具有侵染性；轉(zhuǎn)錄調(diào)控因自最先啟動；早期復(fù)制：解旋酶(pl43)、阻斷寄主蛻皮的酶（egt）、p35、gp64.桿狀病毒的早期復(fù)制晚期RNA聚合酶不同于早期；晚期的RNA聚合酶對a-鵝膏菌素敏感；主要合成：堿性蛋白、衣殼蛋白和糖蛋白。桿狀病毒的晚期復(fù)制最后復(fù)制合成多角體蛋白。最后復(fù)制的RNA聚合酶對a-鵝膏菌素敏感；毒粒的裝配核衣殼的裝配與病毒基質(zhì)的形成同時發(fā)生；基質(zhì)是由病毒39kDa的衣殼蛋白和RNA構(gòu)成的核蛋白；多角體蛋白和病毒粒子同時生成，只有多角體蛋白的產(chǎn)量很高時，才能病毒粒子形成包涵體。包涵體外被一層碳水化合物和蛋白質(zhì)組成的外膜，病毒成熟；核衣殼的一端與核孔相互作用后，完整的核衣殼通過核孔進入細胞質(zhì)中，并與細胞膜上的蛋白結(jié)合，芽生胞外。

毒粒的成熟與釋放家蠶核型多角體病毒是養(yǎng)蠶生產(chǎn)上膿病的病原；多角體的形狀不一，多數(shù)為四角形、六角形，多角體的大小范圍在0.5-15μ之間；

病毒粒子為桿狀,其大小為400×90nm。在粒子一端具有乳頭狀突起,是病毒感染細胞的吸附裝置；

dsDNA病毒dsDNA,環(huán)狀、線形分子;

DNA含量約占病毒粒子的10%左右。昆蟲病毒的生產(chǎn)

病毒為專性寄生病原，至今尚未研究出能在人工培養(yǎng)基上生長，只能在活細胞中增殖。因此，目前國內(nèi)外應(yīng)用于害蟲防治的昆蟲病毒制劑主要是通過活蟲體增殖和細胞培養(yǎng)法繁殖。在昆蟲活體中大量增殖昆蟲病毒直接在自然種群中繁殖

從野外采回大量活蟲接種繁殖

在室內(nèi)條件下飼育大量害蟲接種繁殖

各種類型的昆蟲病毒包括NPV、CPV、GV和昆蟲痘病毒等通過人工飼料飼育昆蟲而增殖均獲得較好的成效。細胞系中增殖昆蟲病毒

用組織培養(yǎng)增殖的病毒在致病性、?；约捌渌匦苑矫嬗袩o變異，尚待進一步研究。核多角體病毒殺蟲劑核型多角體病毒是應(yīng)用最廣泛的昆蟲病毒。主要有：棉鈴蟲NPV、斜紋夜蛾NPV、油桐尺蠖NPV、茶黃毒蛾NPV、舞毒蛾NPV、美國白蛾NPV、楊尺蠖NPV、甘藍夜蛾NPV等。斜紋夜蛾NPV殺蟲劑的生產(chǎn)斜紋夜蛾屬鱗翅目夜蛾科。分布很廣，遍及全國，危害植物達99科290種以上，在大田作物中，主要危害棉花、大豆、花生、芝麻、煙草、甘薯、甜菜、玉米、高粱、水稻等，在蔬菜中等斜紋夜蛾NPV的生產(chǎn)①飼料：黃豆粉，山梨酸，麩皮，泥泊金1.6g，酵母粉，L-抗壞血酸4g

②卵管理：在幼蟲孵化前一天，用5％福爾馬林溶液將卵塊浸泡15分鐘，無菌水漂洗3次，滅菌紙上晾干，移入盛有人工飼料的塑料盒里，放置25度條件下孵育

③幼蟲管理：1－4齡幼蟲飼養(yǎng)密度可為300粒－500粒/盒；蟲子養(yǎng)到4齡后，飼養(yǎng)密度要適當(dāng)調(diào)小。由于4－6齡幼蟲蛻皮會吐水，造成容器濕度過大，影響生長發(fā)育。所以相對濕度也應(yīng)適度調(diào)低。④蛹的管理：將老熟幼蟲放入自制的沙營造蛹室（在已消毒的有紗蓋的木盒里，放入10cm高的已高溫消毒的沙子），待蛹體變黑后，挑取個體大，富有光澤，有活力的蛹，放入產(chǎn)卵箱羽化。

⑤成蟲管理：

將蛹放入墊有濕濾紙的培養(yǎng)皿中，移入紙制養(yǎng)蟲籠內(nèi)，每籠放10對蛹，成蟲交配產(chǎn)卵后收剪卵塊。昆蟲病毒的診斷鑒定一般的形態(tài)學(xué)和組織學(xué)方法：產(chǎn)生多角體的病毒類型，用一般光學(xué)顯微鏡觀察而明確病毒的存在，并鑒別包涵體。

生物鑒定方法：

通過感染試驗方法鑒別病毒的存在，比如接種后能引起健蟲發(fā)生同樣疾病。電子顯微鏡觀察

通常包括超薄切片技術(shù)、負(fù)染色技術(shù)和投影技術(shù)等。

血清學(xué)方法

該法可確定各個分離株的親緣關(guān)系，鑒別用一般方法難以區(qū)分的病毒。昆蟲病毒的應(yīng)用較早應(yīng)用于森林害蟲膜翅目葉蜂類的防治。在鱗翅目森林害蟲中，利用病毒有效防治舞毒蛾，天幕毛蟲、松毒蛾等。目前大約已有幾十種昆蟲病毒進行過大田防治試驗。

我國約有20種昆蟲病毒進行過或正在進行大田試驗。其中研究較多應(yīng)用較廣的如棉鈴蟲NPV，用該種病毒防治棉鈴蟲