第四章植物病毒
第四章+植物病毒
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病毒， 如常见的烟草花叶病毒属(Tobamovirus)、马铃薯 X病毒属 (Potxvirus)和马铃薯 Y病毒属(Potyvirus). 双分体病毒 遗传信息为双组分基因组包被在两种粒体里的病毒，如烟草脆裂 病毒属(Tobravirus)和蠕传病毒属(Nepovirus). 三分体病毒 核酸包被在三种粒体中的病毒。如黄瓜花叶病毒属 （Cucumovirus）和苜蓿花叶病毒(AMV)，它们均有四条核酸链，但 被包装在三种或四种粒体中。 基因组分离和多分体病毒的产生对植物病毒的遗传及进化 有重要的作用。
二、介体传播 （一）介体传毒的基本概念 1 介体传毒过程 介体传毒过程可分为几个时期： 获毒(取食)期(acquisition period)是指介体获得 病毒所需的取食时间。 潜伏期(incubation period)是指介体从获得病毒到 能传播病毒的时间，在循回型相互关系中也称循回 期。 接毒（取食）期（inoculative period)是指介体传 毒所需的取食时间。 持毒期（retention period)是指介体能保持传毒能 力的时间。
+ssRNA病毒基因组五种翻译策略：
1．亚基因组RNAs策略：由基因组3’末端转录产生 一到多个亚基因组(sub genomic)RNA，从各 个亚基因组5’端的开放阅读框架翻译出功能性蛋白， 如烟草花叶病毒属。 2．多聚蛋白策略：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(polyproteins)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Y病毒属。
2 介体与所传病毒之间的关系
3 介体与病毒专化性识别的可能机制 介体传毒专化性机制涉及到介体—病毒—寄 主三者的相互识别或作用。可能机制如下： 介体内的专化性持毒位点：在介体消化道内 有一定的待毒位点与所传病毒有专化关系。 辅助因子(Helper component，简称 HC) 在 蚜虫传播的非持久病毒的寄主细胞中，发 现有一种由病毒编码的蛋白与传毒有关，如 除去它，蚜虫也就失去传毒能力。
植物病毒3PPT课件
烟草花叶病毒
马铃薯X病毒
黄瓜花叶病毒
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2、种子、花粉及无性繁殖材料传播
病毒通过种子表面、胚乳、种胚外部、种 胚带毒传播。
已知有100多种病毒可通过种子传播，如烟 草环斑病毒（TRSV）。
烟草环斑病 6
种子带毒的危害主要表现在早期侵染和远距离传 播。早期侵染提供被侵染源，在田间形成发病中 心。 种子还可能成为病毒越冬的场所，如CMV可在 多种杂草种子中越冬。 种子传带病毒以豆科、葫芦科、菊科最普遍，它 是病毒病害的重要初侵染源。 种传病毒大多可以机械传播，症状常为花叶，若 可经蚜虫传播则为非持久性的。
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二、介体传播
2、螨类传播
螨类传染植物病毒研究最 早的是由Eriophyes tulipae（郁金香瘤螨）传 染的小麦线条花叶病毒 (WSMV, Potyvirus)；
3种螨传染5种病毒（禾本 科植物）； 4种螨传染5种病毒（木本 植物）；
郁金香瘤螨 Eriophyes tulip24ae
非增殖循回型 若虫期获毒才能传毒 可汁液传播
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2、种子、花粉及无性繁殖材料传播
少数病毒可以通过病株花粉的授粉过程将 病毒传播给健株。 主要是木本寄主，如樱桃卷叶病毒(Cherry leaf roll virus)。
凡是能花粉传毒 的，种子一定能 带毒，如AMV。
樱桃卷叶病毒
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2、种子、花粉及无性繁殖材料传播
病毒通过无性繁殖材料传播，如块茎、球 茎、鳞茎、块根、苗木、接穗及插条可带毒传 播。 如柑橘衰退病毒（CTV）
➢使病株的汁液通过机械造成的微伤进 入健株体内使它发病。
➢ 通过植株间接触、农事操作、农具及 修剪工具污染、人及动物活动等形式传 播。
中文- 植物病毒
水稻矮缩病（Rice dwarf）于19世纪末在日本 一些地区流行，曾因此饿死1万多人；
水稻东格鲁病
主要发生在我国南方稻区。受害植株矮缩和叶片变色， 生长衰退，叶片颜色为橙色至黄色。籼稻染病多为橙色 或稍带红色，又叫红叶病。粳稻染病多呈黄色。嫩叶上 现斑驳，老叶上现锈色斑点。东格鲁系菲律宾土语，表
五、植物病毒学发展现状与热点问题
由于分子生物学的发展和电子显微镜的进步， 对植物病毒的形态、结构、生物学特性及理化 特性都有深入的研究。近年来对植物病毒的研 究已进入分子水平，内容包括：
1、病毒基因组及基因功能研究； 2、病毒与寄主植物相互关系研究； 3、生物技术（转基因）培育抗病品种； 4、病毒作为基因工程载体及载体元件的研究。
根据病毒的寄主类型，习惯上将病毒划归为 下列几大类群：
寄生植物的称为植物病毒（plant virus）； 寄生动物的称为动物病毒（animal virus）； 医学病毒（人类病毒）； 真菌病毒； 寄生细菌的称为噬菌体（细菌病毒 bacteriophage）。
二、病毒与人类的关系
有害方面：
▲引起人类疾病（天花、爱滋病、非典型肺炎、肝 炎、流感、小儿麻痺等）。
195×25 nm，短的一种为43~110×25 nm； 苜蓿花叶病毒有5种粒体组分：大小为58×18、
54×18、42×18、30×18、18×10 nm。
这些 病毒被称为 多分体病毒（multicomponent virus），必需有多种病毒粒体组分同时侵染寄主细胞， 才能增殖并完成其生物学功能。
植物病毒的主要成份是核酸和蛋白质，有些 还含有少量的金属离子、多胺和水等。
普通植物病理学习题题解
植物病原学第四章习题题解33．植物病毒的本质是什么?病毒(virus)是包被在蛋白或脂蛋白保护性衣壳中，只能在适合的寄主细胞内完成自身复制的一个或多个基因组的核酸分子，又称分子寄生物。
病毒的复制依赖于寄主的蛋白质合成系统，需要寄主提供原材料，靠脂蛋白双层膜定位在寄主细胞内的位点上。
病毒区别于其它生物的主要特征是：1病毒是个体微小的分子寄生物，其结构简单，主要由核酸及保护性衣壳组成；2病毒是严格寄生性的一种专性寄生物，其核酸复制和蛋白质合成需要寄主提供历材料和场所。
按它们寄主性的不同,病毒分为寄生植物的植物病毒(Plant virus)寄生动物的动物病毒以及寄生细胞的噬菌体等。
34．植物病毒是如何传播的?病毒是专性寄生物，在自然界生存发展必须在寄主间转移，植物病毒从一植株移或扩散到其它植物的过程称为传播(transmission)，而从植物的一个局部到另一局部的过程称为移动(movement)。
因此，传播是病毒住植物群体中的转移，而移动是病毒在个体中的位移。
根据自然传播方式的不同，可以分为介体传播和非介体传播两类。
介体传播(vector transmission)是指病毒依附在其它生物体上，借它生物体的活动而进行的传播及侵染。
包括动物介体和植物介体两类。
在病毒传递中没有其它它机体介入的传播方式称非介体传播，包括汁液接触传播、嫁接传播和花粉传播。
病毒随种子和无性繁殖材料传带而扩大分布的情况则是—种非介体传播。
病毒不同于真菌，在寄主体外的存活期一般比较短，也没有主动侵入寄主无伤组织的能力，因此只有被动的传播，不像真菌那样主动和有效。
植物病毒的有效传播，近距离主要靠活体接触摩擦而传播，远距离则依靠寄主繁殖材料和传毒介体的传带。
35．怎样利用交互保护反应防治病毒病?在植物病毒学的研究中，人们早已发现病毒近缘株系间有“交互保护作用”。
当植物寄主接种弱毒株系后，再第二次接种同一种病毒的强毒株系，则寄主抵抗强毒株系，症状减轻，病毒复制受到抑制。
植物病毒
(semipersistent)和持久性(persistent)三种相互关系。非循回型的关系全是非持 久性的。而循回型关系中又进一步分为半持久性和持久性两种。
相互关系 非循回型
植物病毒与介体昆虫的生物学传毒关系 饥饿效 虫体内循 传播方式 蜕皮 得毒时间 果 环 口针型 非持久性 有 失毒 秒～分 分～时 分～时 时～日 无
为弹状病毒；还有的呈丝线状，柔软不定形。
二、植物病毒的结构
中间核酸，外为蛋白质衣壳，由许多蛋白 质亚基组成，核酸和蛋白质亚基均呈螺旋状排 列。杆状或条状病毒的粒体是空心的。 TMV为棒状，CMV球状的。 球状病毒：20面体，蛋白质亚基为60个或 60的倍数，蛋白质亚基在每个面上不呈螺旋状 排列，镶嵌在表面，粒体中心也是空的。核酸 链排列还不清楚。
传播实验是鉴定病毒的必要手段，因为要证实一种病害确由某种
病毒引起或某种病毒确实存在，即证实侵染性，须使健株感染病 毒，同时，了解病毒的传播规律也是病害防治的基础。
一、植物病毒的有效传播
近距离主要靠活体接触摩擦而传播，远距离则
依靠寄主繁殖材料和传毒介体的传带。
不少病毒只有一种常规传播方式，但许多病毒
翅日的蚜虫、叶蝉和飞虱，而又以蚜虫为最主要的介 体，大部分昆虫传毒的资料来源于蚜虫传毒。
介体与所传病毒之间的关系
主要根据病毒是否在虫体内循环、是否增殖以及介体持毒时间长短来划分。 病毒经口针、消化道进入血液循环后到达唾液腺，再经口针传播的过程称为
循回，这种病毒与介体的关系称为循回型关系(circulative)，其中的病毒叫做 循回型病毒，介体叫做循回型介体。
因此，增殖不同于普通细胞。主要是进行复制，转录和翻译。 遗传：病毒侵入后，蛋白质衣壳和核酸分开，核酸利用寄
《普通植物病理学》第四章植物病毒
《普通植物病理学》第四章植物病毒第四章植物病毒教学目的和要求：本章主要介绍植物病毒的概念、形态结构与组分、复制与增殖、传播与移动、分类和命名、鉴定和类病毒，以及重要的植物病毒属及典型种的简介等。
主要教学方式与手段（含实验课）：本章总8学时，其中理论课5学时，实验3学时。
理论课教学运用CAI、幻灯片等多媒体教学手段。
实验课教学以学生自己独立操作为主，并完成实验报告。
教学重点和难点：重点：植物病毒粒体的形态结构，植物病毒的传播与移动及植物病毒的鉴定原理。
难点：植物病毒的介体和非介体传播方式，植物病毒的鉴定方法和植物病毒病害的鉴定原理教学内容：第一节概述一、什么是植物病毒？包被在蛋白或脂蛋白的衣壳中，只能在寄主细胞内完成自身复制的一个或多个基因组的核酸分子，又称分子寄生物。
二、主要特征1、微小2、结构简单：核酸+衣壳3、专性寄生物，其核酸复制和蛋白质合成需要寄主提供原材料和场所。
三、主要类群按寄生寄主：植物，动物，细菌，真菌四、发展简史（植物病毒）1、症状描述eg：荷兰郁金香（16世纪）：杂色欧洲马铃薯退化病（18世纪）：越长越小2、传染性和滤过性1882年，德国Mayer烟草花叶病TMV（汁液可传染，排除了生理性问题，认为可能是细菌）1892年，Ivanowsk →细菌滤器→ 发病→ 毒素（不能增殖）1896年Beijerinck 琼脂扩散→ 不是细菌→病株→健株→侵染性活液（在植物中可增殖）1935年美 Stanley 提纯→ 蛋白质结晶↓1936年英Bawden 侵染源为核酸← 有核酸3、形态1939年 Kausche 拍下照片4、分子生物学（1）研究蛋白、核酸的组成、结构（2）研究复制（3）转基因研究1985（植物） 1986（植物病毒）五、危害性外部症状：变色花叶畸形常见减生作用（矮化）坏死烟草类eg：1、马铃薯退化病，减产50%2、麦类黄矮病：20~40年代流行3、番木瓜黄斑病毒病第二节植物病毒形态结构一、形态1、基本形态—粒体（Virion/particle）球状（多面体，CMV）直径20~35nm杆状截头、圆头线状2、单体病毒，仅有一种粒体联体病毒：两个核酸分别包在两个粒体内多粒体病毒：CMV二、结构 P129核酸（RNA或DNA）+衣壳（蛋白质或脂蛋白）三、组分（一）蛋白质1、结构蛋白：衣壳蛋白（Coat Protein）2、功能蛋白：复制酶运转蛋白（二）核酸基因组、遗传物质1、DNA ssDNA BBTVdsDNA CaMV2、RNA +ssRNA 70%以上﹣ssRNAdsRNA病毒核酸的比例：球形粒体的核酸，15%~45%长条形粒体核酸，5%~6%弹状病毒只占1%左右第三节植物病毒的复制病毒侵柒植物以后，在活细胞内增殖后代病毒需要两个步骤，一是病毒核酸的复制（replication），从亲代向子代病毒传送核酸性状的过程，即病毒的基因传递（Gene transmission）；二是病毒核酸信息的表达（gene expression），即按照信息RNA的序列来合成病毒专化性蛋白的过程。
4 植物病毒
扩大到35个病毒组。 ◆ICTV(1992)年第9次会议提出按一般生物分 类方式对植物病毒分类，首次把植物病毒分为1
4.2 植物病毒分类与命名 —————————————————— 4.2.1 植物病毒分类
分为1目、11科、47属(≈groups）、788种。 ◆ICTV(2000)分为1目、15科、73属、977种。
4.4.1 植物病毒病自然传染方式 ——————————————————
4.4 植物病毒自然传与侵染来源 —————————————————— 4.4.1 植物病毒病自然传染方式
——————————————————— 性 状 ⑴非持久性 ⑵半持久性 ⑶持久性 ———————————————————
香石竹潜隐病毒属 长线形病毒属 黄瓜花叶病毒属 Carlavirus Closterovirus Cucumovirus
4.2 植物病毒分类与命名 —————————————————— 4.2.3 重要植物病毒属（组）
等轴不稳环斑病毒属 线虫传多面体病毒属 马铃薯X病毒属 马铃薯Y病毒属 植物弹状病毒属 烟草花叶病毒属 Ilarvirus Nepovirus Potexvirus Potyvirus Rhabdovirus Tobamovirus
4.4 植物病毒ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ然传染与侵染来源 —————————————————— 4.4.1 植物病毒病自然传染方式
1.接触传染 植株（叶）摩擦；植物套根等。 2.花粉传染 病株带毒花粉将病毒传到健康 植株的种胚或整个植物体。 3.媒介传染 由昆虫、线虫和真菌等生物体 为介体使得病毒丛病株传到健康植株。 媒介传染是植物病毒最重要的自然传染途 径。主要有： ⑴昆虫 ①蚜虫； ②叶蝉、飞虱； ③粉虱、 木虱、网蝽和鞘翅目昆虫等。
植物病毒学教程电子书
植物病毒学教程电子书第一章：植物病毒学简介植物病毒学是研究植物病毒及其传播、生命周期、病害等相关内容的学科。
植物病毒是一类微小的生物颗粒，主要通过昆虫、真菌等载体传播，引起植物生长异常、色素沉积等现象。
植物病毒学作为植物保健的重要分支，对于植物病毒的识别、预防和治疗具有重要意义。
第二章：植物病毒的分类与特征植物病毒根据其性状、形态等特征可分为不同类型，常见的有直链状病毒、环状病毒、单链RNA病毒等。
这些病毒在植物体内引起的病害也各有特点，包括叶片发黄、变形、枯萎等症状。
了解不同类型植物病毒的特征对于病害的预防和控制有着重要意义。
第三章：植物病毒的传播途径植物病毒主要通过昆虫、真菌等生物和非生物载体传播。
常见的传播途径包括蚜虫传播、接种传播、种子传播等。
了解植物病毒的传播途径有助于采取相应的防控措施，减少病害的发生和传播。
第四章：植物病毒的诊断与检测植物病毒的诊断与检测是植物病毒学研究的重要内容，常用的检测方法包括酶联免疫吸附测定法（ELISA）、聚合酶链反应法（PCR）、电子显微镜等。
通过这些方法可以准确、快速地诊断植物是否感染了病毒，为后续的防治工作提供科学依据。
第五章：植物病毒的防治策略针对不同类型的植物病毒，可以采取不同的防治策略，包括病毒病害耐病品种的选育、合理施肥、灭菌处理等。
另外，加强田间管理、保持作物间距、清除病源等也是重要的防治措施。
通过科学合理的防治策略，可以有效减少植物病毒引起的病害。
结语植物病毒学是一门重要的农学分支，对于保护农作物、提高农业生产具有重要意义。
通过本教程电子书的学习，读者可以全面了解植物病毒的相关知识，掌握防治病害的方法，为农业生产做出贡献。
希望本教程对读者有所帮助，谢谢阅读！。
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第一节 概述
一、病毒的定义 病毒（virus）:是一组（一种或一种以上）被包围在蛋白或脂蛋白外壳
内的DNA或RNA核酸分子。在合适的寄主细胞内借助于寄主蛋白合成 体系、物质和能量来完成自身的复制 ，并伴随核酸突变而发生变异。
主要特征：①结构简单的（核酸+蛋白或脂蛋白衣壳）；②严格专性寄
TMV：含2130个蛋白质亚基；排成130圈；每3圈一个周期，49个
亚基/3圈；2.3nm亚基间隔/圈。病毒粒体直径18nm，核酸链直径8nm。
病
毒在蛋白衣壳外面还包被一层那囊膜
毒 粒
（envelope），称为包膜病毒,如植物弹状病毒。
体
第四章植物病毒
杆状或线状病毒：蛋白质亚基螺旋状排列，中间
是一个由核酸构成的空心管子，核酸也呈螺旋状排列，嵌 入到螺旋状排列的蛋白质亚基内端。如，TMV杆状粒体。
第四章植物病毒
TMV结构模式图
第四章植物病毒
第四章植物病毒
五、植物病毒学发展现状与热点问题
由于分子生物学的发展和电子显微镜的进步，对植物 病毒的形态、结构、生物学特性及理化特性都有深入的 研究。近年来对植物病毒的研究已进入分子水平，内容 包括：
1、病毒基因组及基因功能研究； 2、病毒与寄主植物相互关系研究； 3、生物技术（转基因）培育抗病品种； 4、病毒作为基因工程载体及载体元件的研究。
小册子。
3、近代分子生物学时期
◆ 1956年，Gierer，Fraenkel-conral等证明TMV的RNA具有侵染性。 ◆ 1971年，Diener发现类病毒。 ◆ 1982年，Prusiner发现朊病毒，获1997年诺贝尔奖。
4、现代分子生物学时期
◆ 1985年，Powell等获得首例转TMV CP基因烟草。
第四章植物病毒
非典型肺第炎四章”元植物凶病毒——冠状病毒
非典型肺炎”元凶——冠状病毒（单个放大的） 第四章植物病毒
目前已研究和命名的植物病毒达1000多种，其中许多为重要的植物病原， 其所造成的损失仅次于真菌病害。如：
水稻东格鲁病（Rice tungro）在东南亚一些国家是最具有毁灭性的病毒病，上 世纪中期仅菲律宾每年因此病所致的稻谷损失即达140万吨；
水稻矮缩病（Rice dwarf）于19世纪末在日本一些地区流行，曾因此饿死1万多 人；
在我国北方麦区间歇性暴发的小麦黄矮病（Barley yellow dwarf）平均造成30%的 产量损失。在油菜上，因病毒病造成的产量损失常年达20~30%。
甜菜曲顶病（Beet curly top）、香蕉束顶病（Banana bunchy top）等几乎对一些产区 造成了毁灭性打击。
第四章植物病毒
第二节 植物病毒的一般性状 一、植物病毒的形态
@病毒粒体：是病毒的基本存在形式（形态）。 @病毒粒体的形态微小，只有在放大数万倍的电镜下才能观察到，其
度量单位通常采用纳米（nm，1nm=10-9m）。 @植物病毒粒体形态主要有：球状、线状、杆状、弹状、双联体状、
丝线状、柔软不定形等。
小麦黄矮病
第四章植物病毒
三、病毒在生物中的地位
原核生物
原核生物界
细胞生物
动物界
真核生物
植物界
生
菌物界
物
原生生物界
真病毒
分子生物 病毒界？
亚病毒
类病毒 拟病毒
朊病毒
第四章植物病毒
四、植物病毒学发展简史
1、病毒的发现
◆ 公元10世纪（北宋）Байду номын сангаас人工免疫预防天花（中国）。
◆ 1798，英国人Edward Jenner发明牛痘疫苗。 ◆ 1576，荷兰人Charles de Lieclase描述郁金香杂色花。“郁金香热”。一 株郁金香（球根）：数头牛、猪、绵羊；几顿谷物；上千磅奶酪；一个 磨坊。 ◆ 1886年，德国人梅耶尔（Mayear）证明烟草花叶病（TMV）具有传染性 （认为是细菌）。 ◆ 1892年，俄国人伊凡诺夫斯基（Ivanowski）发现烟草花叶病病原（TMV） 可以通过细菌过滤器（认为是微小细菌）。 ◆ 1898年，荷兰人伯杰林克（Beijerinck）重复上述研究，提出病原不是细 菌，而是“可过滤性病毒” 。提出“病毒”概念，被称为“病毒学之父” 。
第四章植物病毒
◆许多植物病毒由不只一种粒体构成。 烟草脆裂病毒有两种杆状粒体，长的一种为195×25 nm，短的一种为
43~110×25 nm； 苜蓿花叶病毒有5种粒体组分：大小为58×18、54×18、42×18、30×18、
18×10 nm。 一些球状病毒也有多种粒体组分，但这些粒体形态相同，只是其中所
第四章植物病毒
第四章植物病毒
2、对病毒本质的认识（病毒理化特性）
◆ 1935年，美国的斯坦利（Stanley）提纯TMV结晶，于1946年获诺 贝尔化学奖。
◆ 1936年，英国的鲍登（Bawden）发现TMV含有95%的蛋白质和 5%的RNA。
◆ 1939年，美国的凯奇（Kausche）获得第一张TMV电镜照片。 ◆ 1944年，美国的斯克诺定尔（Schrodinger）发表了“What is Life?”
第四章植物病毒
二、病毒与人类的关系 有害方面：
▲引起人类疾病（天花、爱滋病、非典型肺炎、肝炎、流 感、小儿麻痺等）。
▲引起畜禽疾病（狂犬病、口蹄疫、猪瘟、牛瘟、鸡瘟、 鸭瘟）。
▲引起植物病害。
有益方面：
▲用作基因工程的载体或元件。 ▲有害生物控制（害虫、真菌及杂草生防）。 ▲环境保护（利用藻类病毒消除水面藻类污染）。 ▲花卉增色（金心黄杨、金边瑞香、杂色郁金香）。
包含的核酸含量不同而重量存在差异。 这些病毒被称为多分体病毒（multicomponent virus），必需有多种病毒粒
体组分同时侵染寄主细胞，才能增殖并完成其生物学功能。
二、植物病毒的结构
植物病毒粒体主要含有核酸和蛋白两大部
分。中间为核酸芯（RNA或DNA），外部有外壳
植 物
蛋白（Coat Protein，CP）包被形成衣壳，少数病
生的（依赖寄主的核酸和蛋白质合成系统）；③非细胞生物（分子寄生物）。
根据病毒的寄主类型，习惯上将病毒划归为下列几大类群：
寄生植物的称为植物病毒（plant virus）；
寄生动物的称为动物病毒（animal virus）；
医学病毒（人类病毒）；
真菌病毒；
寄生细菌的称为噬菌体（细菌病毒 bacteriophage）。