Rice hoja blanca tenuivirus - Rice hoja blanca tenuivirus

Rice hoja blanca tenuivirus (RHBV), což znamená „virus bílé listové rýže“, je rostlina virus v rodině Phenuiviridae. RHBV způsobuje chorobu Hoja blanca (HBD), která postihuje listy rostliny rýže Oryza sativa, zakrnění růstu rostliny nebo její úplné zabití. RHBV je přenášen hmyzem vektor, Tagosodes orizicolus, typ Planthopper. Virus se vyskytuje v Jižní Americe, Mexiku, v celé Střední Americe, v karibské oblasti a na jihu Spojených států. V Jižní Americe je toto onemocnění endemické v Kolumbii, Venezuele, Ekvádoru, Peru, Surinamu, Francouzské Guyaně a Guyaně.

Virologie

Rice hoja blanca tenuivirus
Klasifikace virů E
(bez hodnocení):Virus
Oblast:Riboviria
Království:Orthornavirae
Kmen:Negarnaviricota
Třída:Ellioviricetes
Objednat:Bunyavirales
Rodina:Phenuiviridae
Rod:Tenuivirus
Druh:
Rice hoja blanca tenuivirus
Synonyma
  • Rice hoja blanca virus

Virová klasifikace

RHBV je jednořetězcový, negativní smysl RNA virus rodu Tenuivirus, odvozeno z latiny "tenui ", což znamená tenký nebo slabý. To vychází z povahy Tenuiviry za vzniku tenkých vláknitých virových částic. Jiné viry rodu Tenuivirus zahrnout virus kukuřičného pruhu (MSV), virus rýžového pruhu (RSV) a virus travní senzace rýže (RGSV). Zatímco RHBV a další Tenuiviry mají jednovláknové RNA genomy, je zajímavé poznamenat, že vyšetření nedenaturace Gelová elektroforéza provádí s Tenuiviry poskytla jak jednořetězcovou, tak dvouřetězcovou RNA.[1] Protože je nepravděpodobné, že jak jednořetězcové, tak dvouřetězcové RNA jsou enkapsidovány ve viru ribonukleoprotein, se předpokládá, že dvouvláknová RNA, která se někdy vyskytuje ve výsledcích gelové elektroforézy, pochází z in vitro hybridizace jednovláknových RNA, které mají opačnou polaritu.[2]

Virová struktura

Před rokem 1982 byl RHBV teoretizován jako součást Klosterovirus skupina, kvůli přítomnosti 8-10 nanometrových částic pozorovaných v buňkách rostlin postižených HBV. Takové částice se často nacházejí v buňkách postižených Klosteroviry. Další výzkum subjektu však přinesl výsledky naznačující, že RHBV byl v nově vytvořené podobě více podobný virům Tenuivirus skupina.[3] Morfologie částice Tenuiviry je do značné míry konzistentní v celém rodu a RHBV není výjimkou. RHBV tvoří jemné, tenké, vláknité, neobalené nukleokapsid částice, které mají různou délku a šířku od 3 nanometrů do 8 nanometrů.[4] Zkoumání virových částic z infikovaných rostlinných buněk naznačuje, že jsou někdy konfigurovány v těsných, heliocentrických spirálních formacích. Avšak ribonukleoproteiny RHBV mají tendenci mít většinou kruhový tvar, stejně jako mnoho dalších členů rodu Tenuivirus.[5]

Genom

RHBV má tetrapartitovou genomovou strukturu, což znamená, že genom RHBV je složen ze čtyř samostatných složek RNA, pojmenovaných RNA1-RNA4, a jsou uspořádány podle zmenšující se velikosti párů bází.[6] Tyto komponenty kódují enzym a různé proteiny, které tvoří virion. RNA1 je dlouhá 8 999 párů bází a je prvním a největším segmentem genomu kódujícím vir RNA-dependentní RNA polymeráza, který virus používá k syntéze komplementárního řetězce RNA. RNA2 (3 620 párů bází) kóduje první nestrukturální protein (NS2) a a membránový glykoprotein. RNA3 (2299 párů bází) kóduje další nestrukturní protein (NS3) a nukleokapsidový protein. RNA4 (1 999 párů bází) kóduje hlavní nestrukturální protein a další menší nestrukturální protein NS4. RNA2-RNA4 použít ambisense strategie kódování, což znamená, že tyto segmenty RNA obsahují sekvence negativního i pozitivního smyslu, aby se kódovaly dva proteiny.[6]

Cyklus replikace

V hmyzu

RHBV je propagativní, což znamená, že infikuje jak hostitelské rostliny, tak jeho hmyzí vektor. Tagosody orizicolus (změněno z Sogatodes orizycola v roce 1993), je druh sojky a známý společný vektor RHBV.[7] Patří do rodiny Delphacidae, stejně jako vektory planthopperů jiných Tenuiviry. T. orizicolus krmení v phloem cílových rostlin, což jim dává jedinečnou schopnost infikovat rostliny bez přímého ničení rostlinné tkáně, což zase podporuje úspěšnou infekci RHBV. Rostliny však mohou být náchylné na „vypalování násypky“, kde nadměrné krmení způsobí zasažení zasažené rostliny. Infekce v T. orizicolus začíná, když se sojka živí infikovanou rostlinou. Po získání viru hostitelem se bude inkubovat po dobu 4–31 dnů. Infikovaný Planthopper pak může přenášet virus na nové rostliny, kterými se živí. Vertikální přenos je možné transovariálně z infikovaných žen na jejich potomky[8] a od mužů po jejich potomky, ačkoli RHBV je jediný Tenuivirus je známo, že je přenášen otcovsky.[9] Účinnost přenosu je u různých populací kmene proměnlivá T. orizicolusa lze jej selektivně chovat na 100% účinnost po kontrolované generace.[10]

V rostlinách

Infekce rostlin pro RHBV je relativně standardní pro jednovláknové RNA rostlinné viry s negativním sense, spočívající ve vstupu do buňky, použití RNA-dependentní RNA polymerázy k převodu na pozitivní sense RNA a použití buněčného aparátu hostitele k výrobě virových proteinů a genomů . Výzkum ukazuje, že RHBV pravděpodobně používá „chňapnutí „, technika, při které virus štěpí a používá 5 'čepici hostitelské buňky, aby zahájil syntézu virové mRNA.[11] Existuje však několik jedinečných vlastností, které má RHBV. Ukázalo se, že protein NS3 kódovaný RNA3 potlačuje Umlčení RNA jak u rýže, tak u hmyzích vektorů, což přispívá k úspěšnému šíření viru. Výzkum ukazuje, že RNA3 interferuje s buněčnými siRNA vazbou na ně, což zase potlačuje jejich schopnost pomáhat při umlčování RNA.[12] Zajímavé je také to, že NS4 je syntetizován ve velkých množstvích v rostlinných buňkách infikovaných RHBV.[13] V genomu viru rýžového pruhu výzkum ukazuje, že je pravděpodobné, že RSV NS4 je pohybový protein, který se hromadí vedle buněčných stěn a uvnitř nich a pomáhá přenášet viry nebo infekční materiál mezi rostlinnými buňkami.[14] Vzhledem k podobné akumulaci NS4 v buňkách infikovaných RHBV je možné, že RHBV NS4 slouží podobnému účelu, i když to dosud nebylo výslovně potvrzeno experimentováním.

Příznaky RHBV

Příznaky způsobené RHBV jsou vidět v celém spektru infikované rostliny a mohou se lišit v závislosti na konkrétním kmeni rýže a stáří rostliny po infekci. Rostlinné tkáně, které jsou již po infekci zralé, zůstávají bez příznaků, zatímco nezralé tkáně vykazují řadu příznaků. Přibližně 4 dny po infekci se na nezralých listech začnou objevovat krémově zbarvené skvrny o velikosti od 2 do 5 milimetrů. Nakonec infikované listy trpí chloróza a skvrny zbarvují, jak listy dozrávají, což dává viru jeho jmenovce. Postupem času se chlorotické skvrny zvětšují a tvoří pruhy, přičemž celé listy nakonec podlehnou infekci a stanou se zcela chlorotickými. Infekce RHBV je pro rostlinu systémová a objeví se následné listy, které vykazují buď silné pruhy, nebo úplnou chlorózu. Kultivátory infikovaný RHBV bude zastaven ve srovnání s normálními neinfikovanými kultivátory. The laty infikovaných kultivátorů může být sterilní a často mají poškozená nebo zbarvená zrna. Velikost a počet kořenů se zmenší, kořeny nakonec zhnědnou a úplně odumřou.[15]

RHBV může také způsobit příznaky ve svém hmyzích vektorech a infikovat různé orgány a žlázy v rostlině. Tyto infekce mohou mít na hostiteli mírné až závažné výsledky, které vedou k selhání orgánů, selhání dýchacích a zažívacích cest a svalové atrofii. Tyto infekce mohou případně snížit plodnost nebo dlouhověkost infikované ženy.[16]

Historie a dopad

RHBV byl poprvé biologicky popsán v 80. letech, i když v Americe ničil rýžové plodiny téměř půl století, než mu vědci dokázali porozumět a identifikovat jej jako virovou látku. První narážka na to, že HBD byl způsoben virem, pochází z cyklické povahy jeho epidemií a jejich spojení s rostlinkou T. orizicolis. Zemědělské záznamy ukazují, že nákaza byla poprvé pozorována u Údolí Cauca oblast Kolumbie v roce 1935.[17] Během přibližně 3 desetiletí byly RHBV a související HBD přítomny v různých jihoamerických zemích a překročily karibské moře na Kubu a na jižní poloostrov Florida. Od té doby ovlivňuje plodiny rýže v mnoha zemích nacházejících se v tropické i subtropické Americe a generuje mírné až závažné ztráty výnosů. V roce 1965 se ztráty na Kubě a ve Venezuele pohybovaly mezi 25–50%. V roce 1981 došlo v zemích Kolumbie, Ekvádoru a Venezuely k závažným epidemiím, které v horších případech způsobily ztráty výnosu až 100%.[15]

Podobnosti s jinými viry

RHBV nejvíce souvisí s Virus Echinocloa hoja blanca (EHBV), další člen Tenuivirus genom.[7] Bylo prokázáno, že proteiny v genomu RHBV i v genomu EHBV jsou antigenně příbuzné a mají vysoký stupeň podobnosti. Tyto dva viry však mají samostatné hmyzí vektory s infekcí EHBV Tagosodes cubanus a infikování RHBV T. orizicolis. Podobnost nukleotidové sekvence je kolem 80-85% v kódujících oblastech a pouze 46-53% v nekódujících oblastech.[18]

Reference

  1. ^ de Miranda, J.R .; Espinoza, A.M .; Hull, R. (leden 1996). "Rychlé, drobné čištění rýže hoja blanca a Echinochloa hoja blanca tenuivirus ribonucleoprotein". Journal of Virological Methods. 56 (1): 109–113. doi:10.1016/0166-0934(95)01952-9. PMID  8690758.
  2. ^ Falk, B. W. (1984). "Identifikace jednořetězcových a dvouvláknových RNA spojených s virem kukuřice Stripe". Fytopatologie. 74 (8): 909. doi:10.1094 / phyto-74-909. ISSN  0031-949X.
  3. ^ Morales, Francisco J. (1983). "Sdružení spirálních vláknitých virových částic s rýží Hoja Blanca". Fytopatologie. 73 (7): 971. doi:10.1094 / phyto-73-971. ISSN  0031-949X.
  4. ^ Gingery, Roy E. (1988), „The Rice Stripe Virus Group“, Rostlinné viry, Springer USA, str. 297–329, doi:10.1007/978-1-4684-7038-3_10, ISBN  9781468470406
  5. ^ Espinoza, Ana M .; Hernández, Miriam; Pereira, R .; Falk, B .; Medina, V. (prosinec 1992). „Analýza značení imunogoldů in situ nukleového proteinu viru hoja blanca viru a hlavního nekapsidového proteinu“. Virologie. 191 (2): 619–627. doi:10.1016 / 0042-6822 (92) 90237-j. ISSN  0042-6822. PMID  1448918.
  6. ^ A b Jimenez, Jenyfer; Carvajal-Yepes, Monica; Leiva, Ana Maria; Cruz, Maribel; Romero, Luz Elena; Bolaños, Carmen A .; Lozano, Ivan; Cuellar, Wilmer J. (2018-02-15). „Complete Genome Sequence of Rice hoja blanca tenuivirus isolated from the Susceptible Rice Cultivar in Colombia“. Oznámení o genomu. 6 (7): e01490-17. doi:10.1128 / genomea.01490-17. ISSN  2169-8287. PMC  5814491. PMID  29449400.
  7. ^ A b Morales, F (01.08.2010). „Rice hoja blanca: komplexní patogenní systém rostlin-virus-vektor“. Recenze CAB: Perspektivy v zemědělství, veterinární vědě, výživě a přírodních zdrojích. 5 (43). doi:10.1079 / pavsnnr20105043. hdl:10568/44059. ISSN  1749-8848.
  8. ^ Shikata, Eishiro; Galvez-E, Guillermo E. (prosinec 1969). "Jemné pružné vláknité částice v buňkách rostlin a hostitelských hmyzu infikovaných virem rýže hoja blanca". Virologie. 39 (4): 635–641. doi:10.1016/0042-6822(69)90002-6. ISSN  0042-6822. PMID  5358822.
  9. ^ Zeigler, R. S. (1990). "Genetické stanovení replikace viru Hoja Blanca rýže v jeho vektoru Planthopper, Sogatodes oryzicola". Fytopatologie. 80 (6): 559. doi:10.1094 / phyto-80-559. ISSN  0031-949X.
  10. ^ Hendrick, R. D .; Everett, T. R .; Lamey, H. A .; Sprchy, W. B. (06.06.1965). "Vylepšená metoda výběru a šlechtění aktivních vektorů viru Hoja Blanca1". Journal of Economic Entomology. 58 (3): 539–542. doi:10.1093 / jee / 58.3.539. ISSN  1938-291X.
  11. ^ Ramirez, B.-C .; Macaya, G .; Calvert, L. A .; Haenni, A.-L. (01.06.1992). „Charakterizace a exprese genomu viru hoja blanca viru in vitro“. Journal of General Virology. 73 (6): 1457–1464. doi:10.1099/0022-1317-73-6-1457. ISSN  0022-1317. PMID  1607863.
  12. ^ Hemmes, H .; Lakatos, L .; Goldbach, R .; Burgyan, J .; Prins, M. (01.07.2007). „Protein NS3 rice hoja blanca tenuivirus potlačuje umlčování RNA v hostitelích rostlin a hmyzu účinnou vazbou jak siRNA, tak miRNA“. RNA. 13 (7): 1079–1089. doi:10,1261 / rna.444007. ISSN  1355-8382. PMC  1894927. PMID  17513697.
  13. ^ Nguyen, M .; Kormelink, R .; Goldbach, R .; Haenni, A.-L. (Listopad 1999). "Infekce ječmenových protoplastů rýží hoja blanca tenuivirus". Archivy virologie. 144 (11): 2247–2252. doi:10,1007 / s007050050639. ISSN  0304-8608. PMID  10603179. S2CID  8336145.
  14. ^ Xiong, Ruyi; Wu, Jianxiang; Zhou, Yijun; Zhou, Xueping (duben 2009). "Charakterizace a subcelulární lokalizace potlačovače umlčování RNA kódovaného tenuivirem s rýžovým pruhem". Virologie. 387 (1): 29–40. doi:10.1016 / j.virol.2009.01.045. ISSN  0042-6822. PMID  19251298.
  15. ^ A b "Plantwise - Domů". www.plantwise.org. Citováno 2019-03-13.
  16. ^ Jennings, Peter R. (1971). "Vliv viru Hoja Blanca na jeho hmyzí vektor". Fytopatologie. 61 (2): 142. doi:10.1094 / phyto-61-142. ISSN  0031-949X.
  17. ^ Nance, Nellie W. (1958). Doplňky reportérů Index to Plant Disease 243-248, 1957 /. Beltsville, MD: Divize výzkumu plodin, Agricultural Research Service, United States Department of Agriculture. doi:10,5962 / bhl.titul.85781.
  18. ^ de Miranda, Joachim R .; Muñoz, Miguel; Wu, Ray; Espinoza, Ana M. (leden 1996). "Sekvence Echinochloa hoja blanca tenuivirus RNA-5". Virové geny. 12 (2): 131–134. doi:10.1007 / bf00572951. ISSN  0920-8569. PMID  8879129. S2CID  52847435.

externí odkazy