大麦黄矮病毒运动蛋白情况的初级探索

张彩峡+杨满军

摘要：黄矮病毒主要通过蚜虫为媒介传播，引发黄矮病毒病，会对很多作物，如小麦、大麦、水稻、玉米和燕麦等造成严重减产和绝收，有必要对此进行深入的研究。本文主要结合大麦黄矮病毒的形态结构以及分类等进行了分析，从大麦黄矮病毒运动蛋白的生物学功能等角度进行了阐述。

关键词：大麦黄矮病毒；运动蛋白；初级探索

中图分类号： S435 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.02.029

作为黄矮病毒属的代表——大麦黄矮病毒（Barley Yellow Dwarf Virus，BYDV），是以蚜虫作为媒介在植株间不断扩散，从而引发多种植物出现黄矮病毒病，对植株的正常生长发育造成很大威胁，出现植株矮化，分蘖减少，叶片发黄，结实率低甚至不结实等不良现象，是一种影响范围大，为害结果严重的流行性病毒。主要受害植物包括大麦、小麦、玉米、燕麦等多种主要粮食作物和牧草，在我国很多地区受到广泛关注。对于大麦黄矮病毒运动蛋白情况的研究，是对抗该病毒的重要前提。

1 大麦黄矮病毒的形态结构以及分类

大麦黄矮病毒粒子直径24～30nm，一般呈正二十面体型，对称球型病毒，由正义ssRNA和外壳蛋白（分子量约为 22 kD ）两部分组成。有研究表明，黄矮病毒的传播主要以蚜虫为主导，且仅发生于作物的韧皮部，无法直接通过摩擦接种到寄主植物上。研究人员还对蚜虫种类和血清情况进行了试验分析，进一步证实了大麦黄矮病毒是多种株系的病毒，具体为MAV 、PAV 、SGV 、RPV 、RMV 、GPV 六个株系，目前为止，GPV只在中国发现。

这几种株系的传播方式主要为：MAV主要由管蚜传播，RPV由禾缢管蚜传播，RMV由玉米蚜传播。目前最为常见的大麦黄矮病毒株系有四种，分别为GAV、GPV、PAV和RMV，其中，GAV与MAV在血清关系上较类似，但是仍然需要进一步确定其归属[1]。

2 大麦黄矮病毒运动蛋白的生物学功能

2.1 需要有运动蛋白基因（MP）参与黄矮病毒在体内的运转，才能侵染寄主植物

近年来，有些专家经过试验分析，发现大麦黄矮病毒编码为17kD的MP没有特殊性，反而很多生物学功能与大多数植物病毒含有的MP相似，虽然这一论断暂时缺乏证据支持，但是随着对黄矮病毒生物功能研究的深入，能够发现，在MP缺失的情况下，该病毒实际上能够不借助介体，并在植物原生质体中进行积累，而这种积累方式并不是通过蚜虫传播至植物体内的。但是，带有野生型MP的黄矮病毒却能够在植物体内实现传播并有效感染目标，因此，MP的存在是决定黄矮病毒在寄主体内的系统侵染方式的重要依据。

2.2 运动蛋白也有可能是大麦黄矮病毒侵染寄主植物相关的一个致病因子

随着科学技术的发展，测序技术平台的搭建，麦类作物功能基因快速鉴定迅速发展[2]，有研究结果表明，在大麦条纹花叶病毒（Barley Stripe Mosaic Virus， BSMV）载体介导的麦类基因瞬时表达功能基因快速鉴定的新型技术平台上，小麦在BSMV病毒传染后，出现MP小麦植株的矮化，并有明显的BYDV病毒感染症状。当BYDV-GAV MP存在时，其可看作为黄矮病毒侵染相关的致病因子，而且在BYDV-GAV的形成中，BYDV-GAV MP扮演着不可替代的角色。

3 推断MP与病毒在体内的运转有关

有研究者发现，与其同源的30kD能与胞间连丝形成结合体，为了便于病毒核酸的通过使胞间连丝的通透孔径扩张，还通过构建一系列缺失突变体确定核酸的结合部位位于蛋白的C端，而N端没有核酸结合活性，还可被磷酸化修饰且具有单链核酸结合活性。17kD蛋白在感染的植物体内积累较多，与胞间连丝结合在一起形成结合体，还可以与细胞核、细胞质及病毒诱导的泡状结构的丝状结构结合在一起，包含有病毒的核酸，功能也不是唯一的。有人推测17kD蛋白是病毒核酸从核膜到细胞内其他膜系运转过程中所需要的。植物病毒在体内的扩展与运动机制多种多样，不同的病毒参与病毒体内运动的蛋白不同，氨基酸序列差异也较大。相对其他黄矮病毒来说，到目前为止对大麦黄矮病毒17kD蛋白的生物生理特性的研究还不是十分清楚。黄矮病毒属中大麦黄矮病毒的不同种运动蛋白基因氨基酸数目基本相同，序列的同源性差异较大。分析得出，GAV和MAV、PAV 17kD蛋白氨基酸同源性分別为96%和71%。运动蛋白基因在一定范围内具有一定的保守性。运动蛋白对于决定植物病毒的致病性、毒性、寄主范围密切相关，所以研究病毒的运动有助于弄清病毒的致病机制以及病原与寄主相互作用规律。另外，随着基因工程技术的发展，抗病毒转基因植物的研究也取得长足的进展。人们导入的外源基因有病毒自身基因、核酶基因、核酸酶以及植物源抗病毒蛋白基因等，均获得不同程度的抗病性。关于导入运动蛋白基因所介导的抗（感）病性。

4 结论

虽然当前大麦黄矮病毒的研究已经相对完善，但是仍然存在较多不足，在研究大麦黄矮病毒的过程中，还有很多问题需要解决。比如，关于黄矮病毒为何仅局限于寄主植物的韧皮部细胞进行胞内和胞间的转运，是需要进一步研究的课题。随着植物病毒学和细胞生物学的持续深入研究，抑制病毒运转的防治黄矮病毒的新措施也会逐步提出和实现。

参考文献

[1]申永梅，刘国富，杨纪君，霍晓辉，曹雪松.大麦黄矮病毒运动蛋白是RNA沉默抑制因子[J].植物学报，2012，47（04）：395

-404.

[2]杨纪君，刘国富，申永梅，霍晓辉，曹雪松.大麦黄矮病毒运动蛋白核定位信号对PVX病毒运动的影响[J].病毒学报，2012，

28（01）：35-44.

[3]常胜军，王锡锋，李莉，等.大麦黄矮病毒GAV株系通读蛋白基因的序列分析及其在大肠杆菌中的表达[J].中国农业科学，2000，33（04）：38-45.endprint