中国农科院植保所郭立华团队发现真菌多组分环状单链DNA病毒

来源：iNature

原标题：Science Advances：中国农科院植保所郭立华团队发现真菌多组分环状单链DNA病毒

根据国际病毒分类委员会ICTV的最新报告，真菌病毒基因组包括双链RNA、正义单链RNA、负义单链RNA、逆转录单链RNA和环状单链DNA五种类型。近年来，随着高通量测序手段的广泛应用，大量新的真菌病毒被鉴定和测序，这些病毒的发现，极大地促进了我们对真菌病毒的多样性和进化的认识。

编码复制相关蛋白的环状单链DNA病毒（Circularreplication-associated protein-encoding single-stranded DNA viruses, CRESS DNAviruses）是一大类编码有共同进化起源的复制相关蛋白（Replication-associatedprotein, Rep）的环状单链DNA病毒类群，这一概念于2012年首次提出。大量的CRESS DNA病毒从环境、真菌、植物和动物样品中被鉴定到，由于这些病毒基因组结构的多样性，该类病毒被划分到很多新的病毒科，其中一种就是类双生病毒科（Genomoviridae），该病毒科因为包含双生病毒（Geminiviruses）相关的Rep分子而得名。目前，类双生病毒科包括9个病毒属，这些病毒都只包含一个单组分的环状单链DNA基因组，基因组全长为2-2.4 kb，在该环状分子上编码Rep蛋白和外壳蛋白（CP）。

在本研究中，研究人员从植物病原真菌禾谷镰刀菌（Fusariumgraminearum）中鉴定到一个三组分的环状ssDNA病毒（FgGMTV1），该病毒基因组包含三个环状ssDNA分子（DNA-A、DNA-B和DNA-C），大小都在1.3kb左右，DNA-A编码Rep，DNA-B编码CP，DNA-C编码一个未知功能蛋白p26。序列比对和系统发育分析结果表明，该病毒是Genomoviridae一个新病毒，并建议在该病毒科成立一个新的病毒属Gemytripvirus，FgGMTV1是该病毒属的代表病毒；而且，系统发育分析表明，FgGMTV1的多组分基因组可能是从古老的类双生病毒的单组分基因组进化而来。

图. FgGMTV1的分子特性和生物学功能分析：(A) 病毒基因组结构；(B)病毒粒子的透射电镜观察；(C) 病毒粒子核酸的提取；(D) 病毒粒子的SDS-PAGE分析；(E) 菌落形态比较；(F) 不同菌株的致病力比较

它们将滚环复制（Rollingcircle amplification, RCA）产生的dsDNA片段通过限制性内切酶位点插入到pBluescript Ⅱ SK (+)载体，成功构建了三个片段的侵染性克隆，并利用这些侵染性克隆的不同组合，探索三个片段之间的相互关系，以及对寄主真菌生物学功能的影响。侵染性实验结果表明，DNA-A和DNA-B两者的复制彼此依赖，缺一不可，但是DNA-C的复制却依赖于DNA-A和DNA-B的共同存在，DNA-C能够增强病毒DNA在寄主真菌中积累水平；同时，病毒粒子的形成与DNA-C的存在与否无关。生物学功能实验表明，DNA-A和DNA-B能够严重抑制寄主真菌生长，并引起低毒力，而DNA-C却能够使DNA-A和DNA-B引起的不正常表型恢复，而且能够使病毒通过分生孢子进行垂直传播。

FgGMTV1的发现加深我们对类双生病毒科病毒以及CRESS DNA病毒的多样性和进化的认识，该病毒侵染性克隆的成功构建能够使进一步探索FgGMTV1与寄主的互作，扩展FgGMTV1的寄主范围和在分子水平上对该病毒进行操作，变得更加容易。该构建方法也能够为类似病毒的侵染性克隆的构建提供良好的参考。

中国农科院植保所博士研究生李鹏飞为本论文第一作者，郭立华研究员为本论文通讯作者，王双超助理研究员、硕士研究生张理航、邱德文研究员和周雪平教授也参与此研究工作。该研究得到国家重点研发计划（2018YFD0200500）项目资助。

参考消息：

https://advances.sciencemag.org/content/6/14/eaay9634