第二章植物病毒的结构与功能

《第二章植物病毒的结构与功能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章植物病毒的结构与功能（102页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、作业规范：1.Word文档2.文件名：名字+阿拉伯数字3.以邮件发送至4.独立完成，禁止抄袭植物病毒植物病毒是一类比较原始的、结构简单的、能够自我是一类比较原始的、结构简单的、能够自我复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。由核复制和严格细胞内寄生的非细胞生物。由核酸和蛋白衣壳组成，是分子寄生物。酸和蛋白衣壳组成，是分子寄生物。简要回顾 按它们寄主的不同，病毒分为按它们寄主的不同，病毒分为:寄生植物的寄生植物的植物病毒植物病毒(PIant(PIant virus)virus)、寄生寄生动物的动物的动物病毒动物病毒(Animal virus)(Animal virus)寄生细菌的寄生细菌的噬菌体噬菌体

2、(Phage)(Phage)等。等。病原传毒介体传毒介体环境因素环境因素寄主寄主病原病原形态结构形态结构组成成分组成成分基因组结构与功能基因组结构与功能侵染与增殖侵染与增殖分类与进化分类与进化症状症状病理变化病理变化寄主范围寄主范围致病与抗病致病与抗病传播方式传播方式介体种类介体种类传毒机制传毒机制生态生态流行流行控制控制诊断诊断监测监测控制控制第二章 植物病毒的结构一、病毒的结构组成1.基因组核酸2.病毒的衣壳3.病毒内含物4.病毒的包膜Virus CompositionvNucleic acids and proteinsNucleic acids:5%-40%Proteins:60%-9

3、5%病毒主要由核酸和蛋白质组成。有些病毒，特别是动物病毒，还有脂质、糖类和少量其他成分。如流感病毒组成除RNA和蛋白质外，还有5%-9%的多糖、11%的磷脂和6%的胆固醇。大部分的植物病毒的核酸为RNA，且多数只有一种结构蛋白；而动物病毒和噬菌体的核酸有许多为DNA，且大多几种不同种类的结构蛋白。1.基因组核酸病毒遗传信息的物质基础(1)核酸类型和链数病毒的核酸只含一种核酸，但核酸类型和链数存在多态性，既可以是双链DNA、单链DNA，也可以是单链DNA或RNA。大部分的DNA病毒为双链，RNA病毒为单链，但细小病毒和花椰菜花叶病毒等是单链DNA，呼肠孤病毒和双链RNA病毒的RNA都是双链的。反

4、转录病毒在复制过程中，其RNA反转录成DNA，因此在某些特定阶段会出现RNA和DNA两种核酸形式共同存在。植物病毒的核酸类型：植物病毒的核酸类型：植物病毒植物病毒的核酸只有的核酸只有 RNARNA或或DNADNA两种，按两种，按核酸的种核酸的种类类和其在和其在复制复制过程中的过程中的功能功能，可分为，可分为5 5种类型病毒，种类型病毒，其中其中3 3种为种为 RNARNA病毒，病毒，2 2种为种为DNADNA病毒。病毒。正单链正单链 RNA(positive single strand RNARNA(positive single strand RNA，十十ssRNAssRNA)病毒病毒负单链

5、负单链 RNA(negative single strand RNARNA(negative single strand RNA，-ssRNA-ssRNA)病毒病毒双链双链 RNA(double strand RNARNA(double strand RNA，dsRNAdsRNA)病毒病毒 单链单链 DNA(ssDNADNA(ssDNA)病毒病毒 双链双链 DNA(dsDNADNA(dsDNA)病毒病毒 核酸的多分体现象和多分体病毒核酸的多分体现象和多分体病毒多分体现象为植物病毒所特有，并仅存在于多分体现象为植物病毒所特有，并仅存在于正单链正单链RNARNA病毒病毒（+ssRNA+ssRNA病

6、毒）中。病毒）中。核酸多分体病毒核酸多分体病毒是指是指病毒的基因组病毒的基因组分布在分布在不不同的核酸链同的核酸链上，分别包装在不同的病毒粒体上，分别包装在不同的病毒粒体里。这种分段的基因组被称为里。这种分段的基因组被称为多组分基因组多组分基因组；含多组分基因组的病毒被称为含多组分基因组的病毒被称为多分体病毒多分体病毒。根据基因组分离和侵染所必需的状况可将根据基因组分离和侵染所必需的状况可将正正单链单链 RNARNA病毒病毒分为分为单分体病毒单分体病毒、双分体病毒双分体病毒和和三分体病毒三分体病毒。三分体病毒三分体病毒：核酸包被在三种粒体中的病毒，如核酸包被在三种粒体中的病毒，如黄瓜花叶病毒属

7、黄瓜花叶病毒属（Cucumovirus）和苜蓿花叶病毒和苜蓿花叶病毒(AMV)，它们均有四条核酸链，但被包装在，它们均有四条核酸链，但被包装在三种或四种粒体中。三种或四种粒体中。(2)核酸分子量和长度不同病毒的核酸大小差异很大，其分子量变化范围一般在106-108Da之间。DNA病毒的分子量在1.5-200X 106之间，如痘病毒基因组线状双链DNA，分子量为1.6 X 108，烟草花叶病毒基因组为单链RNA，分子量为2X 106。病毒基因组的分子量大小反映了不同病毒基因组结构和功能的差异。一般病毒粒体越大，核酸量越大，如疱疹病毒的DNA长达235kb，嗜肝DNA病毒长3.2kb，而类病毒长仅

8、246-375nt。一般双链RNA都很长，如呼肠孤病毒的双链RNA可长达几个微米。(3)核酸占病毒干重有包膜病毒：一般含量低，因为包膜脂质占了一定的比重。如疱疹病毒的双链DNA仅占病毒干重的6.8%，痘病毒占3%-5%；单链RNA有包膜病毒如弹状病毒占4%-5%。无包膜病毒：一般含量较高，双链DNA病毒如腺病毒占10%-12%；单链DNA病毒如细小病毒占19%-32%；双链RNA病毒如呼肠孤病毒占15%-30%；单链RNA病毒如小RNA病毒占20%-32%。(4)形状电子显微镜下观察到病毒的核酸形状：RNA一般为线状，DNA一般为环状。基因组核酸可以是完整的一条，也可以是分段的。基因组核酸可以

9、由外壳蛋白包被在一个粒体中，也可以分别由几个大小不同的粒体包被。(5)碱基组成由A、T或(U)、G、C四种碱基组成，但不同病毒的核酸各碱基含量差异大。伪狂犬病毒基因组的G+C含量多达72%，鸡痘病毒基因组的G+C含量只有35%。一般地，亲缘关系近的病毒的核酸碱基组成相似，不同科属的病毒之间差异大。G+C含量与病毒双链DNA的稳定性有关，通常G+C含量越高，Tm值也越高，双链DNA越稳定。有些病毒含有稀有碱基，如虹彩病毒属成员的基因组约有20%的脱氧胞嘧啶为5-甲基脱氧胞嘧啶所取代。2.病毒的衣壳(1)蛋白种类(2)衣壳蛋白的功能(1)蛋白种类病毒的蛋白种类病毒的蛋白种类结构蛋白结构蛋白：主要是

10、：主要是衣壳蛋白衣壳蛋白(coat(coat proteinprotein，缩写为，缩写为 CP)CP)和和囊膜蛋白囊膜蛋白。非结构蛋白非结构蛋白：病毒核酸编码的非结构必：病毒核酸编码的非结构必需的蛋白，包括病毒复制需要的酶（复需的蛋白，包括病毒复制需要的酶（复制酶），传播（传毒相关因子）、运动制酶），传播（传毒相关因子）、运动需要的功能蛋白（运动蛋白）和基因沉需要的功能蛋白（运动蛋白）和基因沉默抑制子（克服寄主的防御反应）等。默抑制子（克服寄主的防御反应）等。病毒衣壳蛋白种类病毒衣壳或壳体(capsid)是由病毒基因组编码的衣壳蛋白亚基通过一定的方式聚集而成的。有的衣壳只由一种蛋白亚基组成，

11、有的则由几种蛋白亚基组成。衣壳蛋白不仅具有包裹病毒基因组的作用，而且还参与了病毒的其他一些生命活动过程。Structural Proteins of Rice Dwarf Virus Omura,T.&Yan,J.,1999 526 700 580 P5(91K)GuanylyltransferaseP3(114K)Core capsidP2(127K)Vector transmissibilityP8(46K)Infection,TrimerdsRNA:12 seg.P7(55K)RNA binding P1(164K)RNA polymeraseP9(30K,39K)RDV双层病毒粒体组装

12、过程 单分体病毒单分体病毒：整个遗传信息存在于一条核酸链上、包被在一种粒体中的整个遗传信息存在于一条核酸链上、包被在一种粒体中的病毒，如常见的病毒，如常见的烟草花叶病毒属烟草花叶病毒属(Tobamovirus)、马铃薯马铃薯 X病毒属病毒属(Potxvirus)和和马铃薯马铃薯 Y病毒属病毒属(Potyvirus).结构蛋白与非结构蛋白病毒基因组编码的结构蛋白，主要用于构成衣壳，但有的病毒基因组还编码另一些多肽，参与病毒复制或基因表达调控，这些称为非结构蛋白。病毒的结构蛋白主要包括衣壳蛋白(capsid protein)、包膜蛋白(envelope protein)以及基质蛋白(matrix

13、protein)。几种蛋白在病毒粒体上的位置衣壳蛋白形成保护病毒基因组的壳体或外壳，包膜蛋白主要是镶嵌在包膜内或位于包膜表面的糖蛋白。在有包膜的病毒中，其衣壳蛋白与病毒基因组紧密结合，形成核糖核蛋白(ribonucleioprotein,RNP)或核壳体，而基质蛋白则可以使包膜与核衣壳联系在一起。(2)衣壳蛋白的功能保护病毒基因组主要功能：保护病毒基因组免遭各种理化因子，如核酸酶、各种化学诱变剂以及环境中的各种不利因素的破坏。乙肝病毒决定病毒的抗原性病毒衣壳是病毒粒体的主要抗原蛋白，由多种氨基酸组成，并有一定的电荷分布，它通过二硫键、氢键和疏水作用力形成具有一定空间构象的抗原决定簇。抗原决定簇

14、可以刺激宿主免疫系统产生特异免疫反应。流感病毒根据其核衣壳蛋白（包括基质蛋白）抗原性的不同，可以分为甲、乙、丙型流感病毒。SV40决定病毒的抗原性吸附作用在无包膜病毒的感染过程中，其衣壳蛋白能作为吸附蛋白而与宿主细胞表面的受体蛋白相互识别、结合，从而使病毒粒体吸附于宿主细胞表面。T4噬菌体的吸附蛋白是噬菌体尾部的尾丝蛋白。血凝作用有些裸露病毒的衣壳蛋白与有包膜病毒的包膜突起HA、HN一样，也具有凝集红细胞的能力，如呼肠孤病毒的外壳蛋白 1，就有凝血活性，故称为 1HA。(3)病毒的内含物有些病毒粒体在病毒核心还有一些病毒内含物，它们是病毒生命过程中所需的酶、核酸结合蛋白或其他化合物。有的病毒核

15、心蛋白与核酸结合松散，如腺病毒的核蛋白V和VII，有的病毒核心蛋白与核酸结合紧密，如流感病毒核心的PB1、PB2和PA，它们还构成流感病毒的RNA聚合酶。烟草花叶病毒的基因组连锁病毒蛋白VPg(viral protein,genome-linked)，这是一种由病毒编码的与病毒基因组RNA共价相连的特异小蛋白质，据认为该蛋白质在RNA合成中起着引物的作用。(4)病毒包膜许多病毒粒体衣壳外有一层包膜，如披膜病毒、正粘病毒、副粘病毒、逆转录病毒、弹状病毒、疱疹病毒等。病毒包膜的来源宿主细胞的细胞膜或内质网膜或高尔基体膜，它是病毒成熟时从细胞膜或内膜出芽而获得的，因此具有宿主细胞膜的特性。病毒包膜的

16、化学组成经电子显微镜和X光衍射分析，发现所有病毒的包膜结构大体一致，其包膜的化学组成与细胞膜类似，只是病毒包膜所含有的脂类分子的种类或数量以及镶嵌在其中的蛋白质分子与细胞膜略有不同。病毒包膜的功能病毒吸附：病毒包膜突起的主要功能是作为病毒吸附蛋白而起作用，它与病毒的吸附、感染密切相关。如流感病毒的HA突起，冠状病毒的S蛋白构成的突起等。病毒包膜的功能细胞融合活性：有些病毒包膜突起能使病毒包膜与宿主细胞膜融合或与未感染细胞之间产生融合，如披膜病毒突起中的E1蛋白具有细胞融合活性。病毒包膜的功能血溶活性：副流感病毒、腮腺炎病毒和麻疹病毒具有血溶活性，即溶解血红细胞，这是由于它们含有突起F，因此F糖

17、蛋白又称为血溶素(hemolysin)。病毒包膜的功能抗原性：病毒的包膜糖蛋白突起对病毒来说是很重要的抗原物质，这些突起可产生保护性的中和抗体。如流感病毒的HA和NA突起分别具有不同的抗原性。二、植物病毒基因组特二、植物病毒基因组特征及其表达征及其表达1.1.基因组结构：正单链基因组结构：正单链RNARNA病毒病毒5 5端：帽子结构（保护端：帽子结构（保护RNARNA）、）、VpgVpg(病毒复制与病毒复制与侵染）侵染）3 3 端：端：tRNAtRNA结构（参与负链的合成）、结构（参与负链的合成）、polyApolyA（稳定（稳定RNARNA）、无规则序列（与）、无规则序列（与CPCP专一性识

18、别，激专一性识别，激活活RNARNA复制）复制）以烟草花叶病毒以烟草花叶病毒(TMV)(TMV)为例进行介绍。为例进行介绍。TMVTMV为为SSRNASSRNA病毒，基因组核酸全长病毒，基因组核酸全长63956395个核苷个核苷酸，共有酸，共有5 5个开放阅读框架。核酸的个开放阅读框架。核酸的55端有帽子端有帽子结构，结构，33端有类似端有类似tRNAtRNA的结构。的结构。126 kDa/183 kDa蛋白蛋白：RNA聚合酶聚合酶30kDa：移动蛋白（移动蛋白（MP）17.6kDa：除了结构功能外，还参与症状表现和病毒的长距离运输除了结构功能外，还参与症状表现和病毒的长距离运输2.2.植物病

19、毒基因组表达策略植物病毒基因组表达策略由于真核生物体内的蛋白质合成机构仅仅识别病由于真核生物体内的蛋白质合成机构仅仅识别病毒毒RNARNA上的第一个开放阅读框架上的第一个开放阅读框架(open reading(open reading frameframe，ORF)ORF)，同一核酸链上其它基因的表达则要，同一核酸链上其它基因的表达则要借助病毒的特殊翻译策略。借助病毒的特殊翻译策略。现在发现现在发现十十ssRNAssRNA病毒基因组病毒基因组在真核生物蛋白合成在真核生物蛋白合成系统中系统中有五种翻译策略有五种翻译策略：（1 1）亚基因组）亚基因组RNAsRNAs策略策略:（2 2）多聚蛋白策略

20、）多聚蛋白策略 （3 3）多分体基因组策略）多分体基因组策略 （4 4）通读蛋白）通读蛋白(read(readthrough)through)策略策略 （5 5）核糖体移码）核糖体移码(transframe(transframe)策略策略 （1 1）亚基因组亚基因组RNAsRNAs策略策略由基因组由基因组3末端转录产生一到多个亚基因末端转录产生一到多个亚基因组组(sub genomic)RNA，从各个亚基因组，从各个亚基因组5端的开放阅读框架翻译出功能性蛋白，端的开放阅读框架翻译出功能性蛋白，如烟草花叶病毒属。如烟草花叶病毒属。（2 2）多聚蛋白策略多聚蛋白策略基因组核酸具有编码多个蛋白的能力

21、，但是其翻译基因组核酸具有编码多个蛋白的能力，但是其翻译仅从单一开放阅读框架进行，产生的多聚蛋白仅从单一开放阅读框架进行，产生的多聚蛋白(polyproteins)在病毒编码的蛋白酶作用下，分解在病毒编码的蛋白酶作用下，分解为多个最终的基因翻译产物，如马铃薯为多个最终的基因翻译产物，如马铃薯Y病毒属。病毒属。(A)nVPgP1 HC-Pro P3NIaVPg NIaPro NIb CP CI 6k2 6k1 PIPO P3N病毒的基因组分装在不同的核酸链上，每条核酸链病毒的基因组分装在不同的核酸链上，每条核酸链均从均从5端进行翻译，直接产生基因的翻译产物，如端进行翻译，直接产生基因的翻译产物，

22、如黄瓜花叶病毒属。黄瓜花叶病毒属。（3 3）多分体基因组策略多分体基因组策略（4 4）通读蛋白通读蛋白(read-through)(read-through)策略策略基因基因5开放阅读框架的终止密码子可能开放阅读框架的终止密码子可能漏读漏读(leaky)，允许一定比例的核糖体继，允许一定比例的核糖体继续向下游翻译，直至下一个终止密码子，续向下游翻译，直至下一个终止密码子，从而产生第二个更长的功能蛋白，如烟从而产生第二个更长的功能蛋白，如烟草花叶病毒属复制酶的翻译。草花叶病毒属复制酶的翻译。（5）核糖体移码核糖体移码(trans-frame)策略：策略：在翻译在翻译接近开放阅读框架的终止密码子时

23、，核糖接近开放阅读框架的终止密码子时，核糖体回读一个核苷酸体回读一个核苷酸(少数情况是跳过一个少数情况是跳过一个)，这样使终止密码子这样使终止密码子UAG分到两个三联体密分到两个三联体密码中，使翻译继续到下一个开放阅读框架，码中，使翻译继续到下一个开放阅读框架，从而产生一个大蛋白。从而产生一个大蛋白。三、植物病毒的复制和三、植物病毒的复制和增殖增殖病毒生命周期的8个阶段吸附吸附侵入侵入脱壳脱壳复制及表达复制及表达装配装配释放释放成熟成熟植物病毒的侵染机械微伤（机械微伤（fine wound）传毒介体直接注入传毒介体直接注入Leaf Before Rubbing Leaf After Rubbi

24、ngAphid feeding in Phloem植物病毒的复制植物病毒没有细胞结构，不像大多数生植物病毒没有细胞结构，不像大多数生物那样具有复杂的繁殖器官进行有性或物那样具有复杂的繁殖器官进行有性或无性繁殖，也不像细菌那样进行裂殖生无性繁殖，也不像细菌那样进行裂殖生长，而是分别合成核酸和蛋白质再组装长，而是分别合成核酸和蛋白质再组装成子代病毒粒体。这种特殊的繁殖方式成子代病毒粒体。这种特殊的繁殖方式称为复制。称为复制。病毒侵染植物后，在活细胞内增殖后代病毒侵染植物后，在活细胞内增殖后代需 要 两 个 步 骤，一 是 病 毒需 要 两 个 步 骤，一 是 病 毒 核 酸 的 复 制核 酸 的

25、复 制（replication），即病毒的基因传递；二是病），即病毒的基因传递；二是病毒毒基因的表达基因的表达（gene expression），即病毒蛋），即病毒蛋白质合成。白质合成。生物学中心法则DNARNA蛋白质蛋白质 植物病毒利用寄主细胞核酸复制系统及蛋白质合成系统复制其基因组和合成其专化性蛋白 大部分植物病毒的核酸复制是由大部分植物病毒的核酸复制是由RNA到到RNA。病毒核酸的复制需要寄主提供复制的病毒核酸的复制需要寄主提供复制的场所场所（通常是在细胞质或细胞核内）、（通常是在细胞质或细胞核内）、复制复制所需的原料和能量、部分寄主编码的酶及膜所需的原料和能量、部分寄主编码的酶及膜系统

26、系统。病毒自身提供的主要是模板和专化的。病毒自身提供的主要是模板和专化的聚合酶，即复制酶。花椰菜花叶病毒编码一聚合酶，即复制酶。花椰菜花叶病毒编码一种依赖于种依赖于RNA的的DNA聚合酶，也称反转录酶。聚合酶，也称反转录酶。植物病毒核酸的复制 病毒类型 复制形式mRNA合成途径核酸侵染性举 例(+)ssRNARNA RNA(+)RNA (-)RNA mRNA+多数植物病毒(-)ssRNARNA RNA(-)RNA mRNA-植物弹状病毒dsRNARNA RNA(+-)RNA mRNA-植物呼肠孤病毒(+)ssDNADNA DNA(+)DNA (+-)DNA mRNA+双联病毒dsDNADNA

27、RNA DNA(+-)DNA mRNA+花椰菜花叶病毒RNARNA DNA RNARNA dsDNA mRNA反转录病毒植物病毒基因组复制及植物病毒基因组复制及mRNA合成途径具有多样性合成途径具有多样性 根据核酸种类和性质不同，植物病毒复制可分根据核酸种类和性质不同，植物病毒复制可分为多种类型。为多种类型。以（以（+）RNA病毒为例，病毒的复制过程如下：病毒为例，病毒的复制过程如下：（1）病毒粒体进入寄主细胞，脱壳，释放）病毒粒体进入寄主细胞，脱壳，释放RNA；（2）RNA与核糖体结合，翻译出病毒复制酶等与与核糖体结合，翻译出病毒复制酶等与复制相关的基因产物；复制相关的基因产物；（3）复制酶

28、以（）复制酶以（+）RNA为模板合成（为模板合成（-）RNA链，链，并形成双链复制型；并形成双链复制型；（4）从复制型产生子代（）从复制型产生子代（+）RNA链；链；（5）以病毒）以病毒RNA为模板合成外壳蛋白；为模板合成外壳蛋白；（6）外壳蛋白亚基和）外壳蛋白亚基和RNA组装成新的病毒粒体。组装成新的病毒粒体。水稻矮缩病毒在传播介体叶蝉单层培养细胞内的侵染过程，包括等过程。水稻矮缩病毒（水稻矮缩病毒（dsRNAdsRNA）在其介体昆虫）在其介体昆虫体内的复制过程体内的复制过程侵入昆虫介体细胞途径：受体依赖的、被膜小泡(clathrin-coated vesicles)介导的内吞运动 RDV以

29、内吞作用进入介体细胞，随后进入早期内体（early endosones)early endosomesclathrin-coated vesiclesExpression of P2 protein on Sf9 cells surface,induced membrane fusionRDV infection induced membrane fusion in host insect vector cellsMockRDV infection RDV 外壳蛋白P2与介体细胞受体特异性识别并导致介体细胞膜融合P2RDV P2介导病毒侵入介体细胞模型The model of RDV entr

30、y its insect vector cells 植物呼肠孤病毒复制和装配场所：病毒原质叶蝉细胞中的病毒原质（叶蝉细胞中的病毒原质（viroplasm，V)叶蝉细胞中的病毒原质（叶蝉细胞中的病毒原质（viroplasm，V)P8Viroplasm matrix proteins Pns6,11,12Core proteins P1,3,5,7mRNAOuter capsid proteins P2,8,9 在RDV侵染昆虫介体细胞6小时后，与病毒早期复制相关的非结构蛋白Pns6、Pns11和 Pns12首先被翻译，相互结合聚集形成病毒原质(viroplasm)的基质，RDV复制和病毒内壳装配

31、在基质上完成，完整病毒粒体在基质边缘装配完成。VPMT磷酸化蛋白Pns4形成直径为10nm的微丝结构，围绕在viroplasm周边，可能辅助完整病毒粒体的装配。Structural Proteins of Rice Dwarf Virus Omura,T.&Yan,J.,1999 526 700 580 P5(91K)GuanylyltransferaseP3(114K)Core capsidP2(127K)Vector transmissibilityP8(46K)Infection,TrimerdsRNA:12 seg.P7(55K)RNA binding P1(164K)RNA poly

32、meraseP9(30K,39K)The model of core particles assembly within the matrix of viroplasmRDV在在viroplasm内复制和装配过程内复制和装配过程P1P3P7dsRNARDV在在viroplasm内的内核内的内核粒体构造粒体构造安安RDVRDV在在viroplasmviroplasm内的病毒内核内的病毒内核粒体构造粒体构造RDV在在viroplasm边缘的完整双层病毒边缘的完整双层病毒粒体构造粒体构造植物呼肠孤病毒在介体细胞内扩散的安全通道：非结构蛋白Pns10形成的管状结构The model of the ce

33、ll-to-cell spread of RDV exploiting Pns10-tubules in its insect vector cellsVirus-containing Pns10 tubules transport along actin-based filopodia from leafhopper cellsactin-based filopodiaPns10 tubulesActinPns10 tubuleThe closed end of virus-containing tubules in leafhopper cellsPns10P9Pns6,P5,P8,P2,

34、P1,P3,P7Arrows:Pns10-AB-15 nm immuno-gold particlesThe transmembrane domain within RDV Pns10 is required for tubule formation;the inhibition of the ER-Golgi secretory pathway also disrupts tubule formation in Sf9 cells.Pns10 tubulesViral particlesMergedPns10 tubulesactinMergedPns10 tubulesmyosinMerg

35、edVirus-containing Pns10 tubules transport along actin-myosin based filopodia from leafhopper cells to adjacent healthy cellsThe model of the cell-to-cell spread of RDV exploitingPns10-tubules in its insect vector cellsRice rootMidgut of insect vector leafhopperCell wall Tubule(1)never associated wi

36、th cell-wall plasmodesmata in rice plants(2)pass through the microvilli of the midgut of viruliferous N.cincticeps Function only in insect vector,not in plant host?RDV从细胞释放的一种奇特的途径：膜状囊泡跨膜运输 叶蝉的昆虫天然免疫系统中的细胞免疫机制在RDV侵染早期被激发，导致大量的RDV病毒粒体通过细胞吞噬作用进入大型的吞噬性空泡，执行细胞内降解降解功能。叶蝉的昆虫天然免疫系统中的细胞免疫机制在RDV侵染后期被激发，导致大量的

37、RDV病毒粒体通过大型的多重膜囊泡，执行细胞功能。72hr after viral infection 病毒侵染晚期，多重膜囊泡位于细胞边缘、与胞膜融合、释放外吐小泡，执行细胞功能72hr after viral infection mergedviral antigenviroplasmlysosomeviral antigenactinmergedviral antigen Lysosome-containing multivesicular compartmentsmultivesicular compartments fused with plasma membrane,virions

38、 releasedExosomeThe incorporation of lysosome in virus-containing inclusion which could release from infected cells.病毒侵染晚期，多重膜囊泡位于细胞边缘、与胞膜融合、释放外吐小泡，执行细胞功能S6S11S12entryCoated pitVesiclesEarly endosomemRNA releaseEarly translationViroplasmReplicationTranscription12 mRNAsTranslationViral proteinsPns6,1

39、1,12Pns6,11,12,P1,3,5,7Core particlesViral particlesP2,8,9Pns4 minitubulesPns10 tubulesMVBExosomeViral assemblyThe replication cycle of RDV in its insect vector cells:(1)entry;(2)mRNA release and early proteins translation;(3)virus replication within viroplasm;(4)virus assemble at the periphery of v

40、iroplasm;(5)virus transport and release through Pns10 tubules or virus-containing multivesicular compartments.Some Plant Viruses Induce Characteristic InclusionsPotyvirus PinwheelsCitrus Tristeza InclusionsTMV InclusionsSpherical Virus InclusionsCPMV Wall InclusionsCPMV MP in Wall 1.1.病毒在细胞间的移动病毒在细胞

41、间的移动 胞间连丝胞间连丝 移动蛋白（移动蛋白（MP）Wei et al.(2010)PLoS Pathogens 6(6):e1000962.BIn the presence of TuMV infection(48 hrs)CI-mRFP+GFP-REMCI-mRFP+GFP-REM48 hrsA48 hrs72 hrsCI-mRFP expressed alone CI-mRFP expressed in the presence of TuMV infection IIIIIIIIIWei et al.(2010)PLoS Pathogens 6(6):e1000962.CI-mRFP

42、+HC-ProCI-mRFP+P3CI-mRFP+VPgCI-mRFP+CPIIIIIVIIIIIIIVIIV30:120:110:15:12:1CI-mRFP:P3N-PIPO(A)nVPgP1 HC-Pro P3NIaVPg NIaPro NIb CP 6k2 6k1 13196253079 3258 PIPO P3N-PIPO CI Wei et al.(2010)PLoS Pathogens 6(6):e1000962.TEV CI-mRFP aloneTEV CI(AA3,4)-mRFP aloneTEV-CI(AA100,101)-mRFP aloneTEV CI-mRFP+P3N

43、-PIPO TEV CI(AA3,4)-mRFP+P3N-PIPO TEV-CI(AA100,101)-mRFP+P3N-PIPO IIIIIIIIIIIICPCIP3N-PIPO Viral(+)RNA Movement complexCWP3N-PIPO-directed formation of CI conical structuresPD transport complexWei et al.(2010)PLoS Pathogens 6(6):e1000962.2.病毒的长距离移动病毒的长距离移动 大部分植物病毒的长距离运输是通过植物的大部分植物病毒的长距离运输是通过植物的韧皮部韧皮部（phloem）的，而甲虫传播的病毒可以在的，而甲虫传播的病毒可以在木质部木质部（xylem）运输。）运输。作业病毒由哪些成分组成？各有说明功能？简要说明病毒壳体结构类型及其特点。植物病毒基因组表达主要采用哪些策略？