真菌病毒:修订间差异

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大多數真菌病毒的感染不會對真菌宿主造成任何影響,不過這方面的研究受到許多限制,一來不同研究常使用不同的檢驗方法判定感染程度,造成實驗結果解讀的不同,二來有時一株真菌會被多於一種病毒感染,使研究者難以判斷對宿主的影響是哪一種病毒所致<ref>{{cite journal|last1=McCabe|first1=P. M.|last2=Pfeiffer|first2=P.|last3=Van Alfen|first3=N. K.|year=1999|title=The influence of dsRNA viruses on the biology of plant pathogenic fungi|journal=Trends in Microbiology|volume=7|issue=9|pages=377–381|doi=10.1016/S0966-842X(99)01568-1|pmid=10470047|url=}}</ref>。許多真菌病毒與宿主和平共存,而不對宿主造成負面影響,可能是兩者長期[[共演化]]的結果<ref>{{cite journal|last1=May|first1=R. M.|last2=Nowak|first2=M. A.|year=1995|title=Coinfection and the evolution of parasite virulence|journal=[[Proceedings of the Royal Society B]] |volume=261|issue=1361|pages=209–215|pmid=7568274|url=http://www.fas.harvard.edu/~ped/people/faculty/publications_nowak/ProcRoySoc95b.pdf|doi=10.1098/rspb.1995.0138}}</ref><ref>Araújo, A., Jansen, A. M., Bouchet, F., Reinhard, K., Ferreira, L. F. (2003). Parasitism, the Diversity of Life, and Paleoparasitology. Memorias do Instituto Oswaldo Cruz, 98 (SUPPL. 1): 5-11.</ref>,不過在某些情況中,外界環境因子或真菌自身生長狀況的變動,可能導致原本隱藏的感染出現症狀。目前尚未知為何某些真菌病毒會影響宿主,某些則完全沒有症狀,不過前者感染植物病源真菌時,可以用作[[生物防治|生物防治劑]],以病毒感染真菌以抑制病原真菌的生長,感染{{link-en|栗疫病菌|Cryphonectria parasitica}}的CHV1病毒即是一例<ref name="Ghabrial2" />,不過有些真菌病毒會感染農業栽培的蕈菇,造成經濟損失,例如感染[[洋菇]]、造成拉弗朗斯病的病毒<ref name="Hollings" /><ref name="Ro">{{cite journal|last1=Ro|first1=H. S.|last2=Lee|first2=N. J.|last3=Lee|first3=C. W.|last4=Lee|first4=H. S.|year=2006|title=Isolation of a novel mycovirus OMIV in ''Pleurotus ostreatus'' and its detection using a triple antibody sandwich-ELISA|journal=Journal of Virological Methods|volume=138|issue=1-2|pages=24–29|doi=10.1016/j.jviromet.2006.07.016|pmid=16930731|url=}}</ref>,以及感染[[平菇]]的平菇球形病毒(Oyster mushroom spherical virus)<ref>{{cite journal|last1=Yu|first1=H. J.|last2=Lim|first2=D.|last3=Lee|first3=H. S.|year=2003|title=Characterization of a novel single-stranded RNA mycovirus in ''Pleurotus ostreatus''|journal=Virology|volume=314|issue=1|pages=9–15|doi=10.1016/S0042-6822(03)00382-9|pmid=14517055|url=}}</ref>與平菇等轴病毒(Oyster mushroom isometric virus)<ref name="Ro" />。真菌病毒可能對宿主造成的症狀包括降低其生長速度<ref name="Mol">{{cite journal|last1=Moleleki|first1=N.|last2=van Heerden|first2=S. W.|last3=Wingfield|first3=M. J.|last4=Wingfield|first4=B. D.|last5=Preisig|first5=O.|year=2003|title=Transfection of ''Diaporthe perjuncta'' with Diaporthe RNA virus|journal=Applied and Environmental Microbiology|volume=69|issue=7|pages=3952–3956|doi=10.1128/AEM.69.7.3952-3956.2003|pmc=165159|pmid=12839766|url=}}</ref>、降低其產生的[[孢子]]數量<ref name="Mol" />、降低其感染其他生物的能力<ref>{{cite journal|last1=Suzaki|first1=K.|last2=Ikeda|first2=K. I.|last3=Sasaki|first3=A.|last4=Kanematsu|first4=S.|last5=Matsumoto|first5=N.|last6=Yoshida|first6=K.|year=2005|title=Horizontal transmission and host-virulence attenuation of totivirus in violet root rot fungus ''Helicobasidium mompa''|journal=Journal of General Plant Pathology|volume=71|issue=3|pages=161–168|doi=10.1007/s10327-005-0181-8|url=}}</ref>(可能經由影響宿主多條[[代謝]]路徑造成<ref>{{cite journal|last1=Xie|first1=J.|last2=Wei|first2=D.|last3=Jiang|first3=D.|last4=Fu|first4=Y.|last5=Li|first5=G.|last6=Ghabrial|first6=S.|last7=Peng|first7=Y.|year=2006|title=Characterization of debilitation-associated mycovirus infecting the plant-pathogenic fungus ''Sclerotinia sclerotiorum''|journal=Journal of General Virology|volume=87|issue=1|pages=241–249|doi=10.1099/vir.0.81522-0|pmid=16361437|url=}}</ref>)、與降低其孢子萌發的能力等<ref>{{cite journal|last1=Ihrmark|first1=K.|last2=Stenström|first2=E.|last3=Stenlid|first3=J.|year=2004|title=Double-stranded RNA transmission through basidiospores of ''Heterobasidion annosum''|journal=Mycological Research|volume=108|issue=2|pages=149–153|doi=10.1017/S0953756203008839|pmid=15119351|url=}}</ref>。
大多數真菌病毒的感染不會對真菌宿主造成任何影響,不過這方面的研究受到許多限制,一來不同研究常使用不同的檢驗方法判定感染程度,造成實驗結果解讀的不同,二來有時一株真菌會被多於一種病毒感染,使研究者難以判斷對宿主的影響是哪一種病毒所致<ref>{{cite journal|last1=McCabe|first1=P. M.|last2=Pfeiffer|first2=P.|last3=Van Alfen|first3=N. K.|year=1999|title=The influence of dsRNA viruses on the biology of plant pathogenic fungi|journal=Trends in Microbiology|volume=7|issue=9|pages=377–381|doi=10.1016/S0966-842X(99)01568-1|pmid=10470047|url=}}</ref>。許多真菌病毒與宿主和平共存,而不對宿主造成負面影響,可能是兩者長期[[共演化]]的結果<ref>{{cite journal|last1=May|first1=R. M.|last2=Nowak|first2=M. A.|year=1995|title=Coinfection and the evolution of parasite virulence|journal=[[Proceedings of the Royal Society B]] |volume=261|issue=1361|pages=209–215|pmid=7568274|url=http://www.fas.harvard.edu/~ped/people/faculty/publications_nowak/ProcRoySoc95b.pdf|doi=10.1098/rspb.1995.0138}}</ref><ref>Araújo, A., Jansen, A. M., Bouchet, F., Reinhard, K., Ferreira, L. F. (2003). Parasitism, the Diversity of Life, and Paleoparasitology. Memorias do Instituto Oswaldo Cruz, 98 (SUPPL. 1): 5-11.</ref>,不過在某些情況中,外界環境因子或真菌自身生長狀況的變動,可能導致原本隱藏的感染出現症狀。目前尚未知為何某些真菌病毒會影響宿主,某些則完全沒有症狀,不過前者感染植物病源真菌時,可以用作[[生物防治|生物防治劑]],以病毒感染真菌以抑制病原真菌的生長,感染{{link-en|栗疫病菌|Cryphonectria parasitica}}的CHV1病毒即是一例<ref name="Ghabrial2" />,不過有些真菌病毒會感染農業栽培的蕈菇,造成經濟損失,例如感染[[洋菇]]、造成拉弗朗斯病的病毒<ref name="Hollings" /><ref name="Ro">{{cite journal|last1=Ro|first1=H. S.|last2=Lee|first2=N. J.|last3=Lee|first3=C. W.|last4=Lee|first4=H. S.|year=2006|title=Isolation of a novel mycovirus OMIV in ''Pleurotus ostreatus'' and its detection using a triple antibody sandwich-ELISA|journal=Journal of Virological Methods|volume=138|issue=1-2|pages=24–29|doi=10.1016/j.jviromet.2006.07.016|pmid=16930731|url=}}</ref>,以及感染[[平菇]]的平菇球形病毒(Oyster mushroom spherical virus)<ref>{{cite journal|last1=Yu|first1=H. J.|last2=Lim|first2=D.|last3=Lee|first3=H. S.|year=2003|title=Characterization of a novel single-stranded RNA mycovirus in ''Pleurotus ostreatus''|journal=Virology|volume=314|issue=1|pages=9–15|doi=10.1016/S0042-6822(03)00382-9|pmid=14517055|url=}}</ref>與平菇等轴病毒(Oyster mushroom isometric virus)<ref name="Ro" />。真菌病毒可能對宿主造成的症狀包括降低其生長速度<ref name="Mol">{{cite journal|last1=Moleleki|first1=N.|last2=van Heerden|first2=S. W.|last3=Wingfield|first3=M. J.|last4=Wingfield|first4=B. D.|last5=Preisig|first5=O.|year=2003|title=Transfection of ''Diaporthe perjuncta'' with Diaporthe RNA virus|journal=Applied and Environmental Microbiology|volume=69|issue=7|pages=3952–3956|doi=10.1128/AEM.69.7.3952-3956.2003|pmc=165159|pmid=12839766|url=}}</ref>、降低其產生的[[孢子]]數量<ref name="Mol" />、降低其感染其他生物的能力<ref>{{cite journal|last1=Suzaki|first1=K.|last2=Ikeda|first2=K. I.|last3=Sasaki|first3=A.|last4=Kanematsu|first4=S.|last5=Matsumoto|first5=N.|last6=Yoshida|first6=K.|year=2005|title=Horizontal transmission and host-virulence attenuation of totivirus in violet root rot fungus ''Helicobasidium mompa''|journal=Journal of General Plant Pathology|volume=71|issue=3|pages=161–168|doi=10.1007/s10327-005-0181-8|url=}}</ref>(可能經由影響宿主多條[[代謝]]路徑造成<ref>{{cite journal|last1=Xie|first1=J.|last2=Wei|first2=D.|last3=Jiang|first3=D.|last4=Fu|first4=Y.|last5=Li|first5=G.|last6=Ghabrial|first6=S.|last7=Peng|first7=Y.|year=2006|title=Characterization of debilitation-associated mycovirus infecting the plant-pathogenic fungus ''Sclerotinia sclerotiorum''|journal=Journal of General Virology|volume=87|issue=1|pages=241–249|doi=10.1099/vir.0.81522-0|pmid=16361437|url=}}</ref>)、與降低其孢子萌發的能力等<ref>{{cite journal|last1=Ihrmark|first1=K.|last2=Stenström|first2=E.|last3=Stenlid|first3=J.|year=2004|title=Double-stranded RNA transmission through basidiospores of ''Heterobasidion annosum''|journal=Mycological Research|volume=108|issue=2|pages=149–153|doi=10.1017/S0953756203008839|pmid=15119351|url=}}</ref>。


有時真菌病毒會給宿主帶來正面影響,例如在{{link-en|嗜殺酵母|killer yeast}}中,其胞內的真菌病毒可以編碼一種溶解[[細胞膜]]的毒素,可以殺死其周圍未被病毒感染的其他酵母,而被感染的酵母本身則對此毒素免疫<ref name="Schmitt">{{cite journal|last1=Schmitt|first1=M. J.|last2=Breinig|first2=F.|year=2002|title=The viral killer system in yeast: from molecular biology to application|journal=FEMS Microbiology Reviews|volume=26|issue=3|pages=257–276|doi=10.1016/S0168-6445(02)00099-2|pmid=12165427|url=}}</ref>,嗜殺酵母在醫療、食品工業與農業上皆有應用價值<ref name="Dawe" /><ref name="Schmitt" />。
有時真菌病毒會給宿主帶來正面影響,例如在{{link-en|嗜殺酵母|killer yeast}}中,其胞內的真菌病毒可以編碼一種溶解[[細胞膜]]的毒素,可以殺死其周圍未被病毒感染的其他酵母,而被感染的酵母本身則對此毒素免疫<ref name="Schmitt">{{cite journal|last1=Schmitt|first1=M. J.|last2=Breinig|first2=F.|year=2002|title=The viral killer system in yeast: from molecular biology to application|journal=FEMS Microbiology Reviews|volume=26|issue=3|pages=257–276|doi=10.1016/S0168-6445(02)00099-2|pmid=12165427|url=}}</ref>,嗜殺酵母在醫療、食品工業與農業上皆有應用價值<ref name="Dawe" /><ref name="Schmitt" />。也有研究發現[[黃石公園]]中,有一種能生長於[[禾本科]]植物''{{link-en|Dichanthelium lanuginosum|Dichanthelium lanuginosum}}組織中的內生真菌{{link-en|管突弯孢霉|Curvularia protuberata}},當其為一種稱為CThTV的真菌病毒所感染時,其本身與植物對高溫的抗性皆會提高,若移除此病毒,真菌與植物皆會失去在攝氏65度高溫生長的能力<ref>{{cite journal|last1=Márquez|first1=L. M.|last2=Redman|first2=R. S.|last3=Rodriguez|first3=R. J.|last4=Roossinck|first4=M. J.|year=2007|title=A Virus in a Fungus in a Plant: Three-Way Symbiosis Required for Thermal Tolerance|journal=Science|volume=315|issue=5811|pages=513–515|doi=10.1126/science.1136237|url=|pmid=17255511}}</ref>


==參考資料==
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2018年8月30日 (四) 07:30的版本

真菌病毒Mycovirus, Mycophage)泛指可以感染真菌病毒。多數真菌病毒都屬於雙股RNA病毒英语Double-stranded RNA viruses,但也有約三成屬於正义单链RNA病毒[1][2]。真菌病毒必須具備感染健康真菌的能力,許多真菌細胞內類似病毒的物質並無感染能力,故只能稱為類病毒顆粒英语Virus-like particle,並非真正的真菌病毒。大多數真菌病毒的感染都沒有任何症狀,它們可能在長期共演化之下,演化出對宿主無害、甚至對宿主有益的共生機制,例如嗜杀酵母英语Killer yeast細胞內的雙股RNA病毒可編碼毒素,幫助其宿主毒殺周圍的細胞,不過仍有少數種類真菌病毒的感染會嚴重影響真菌的生長,並降低部分植物病原真菌感染植物的能力[3]真菌病毒學Mycovirology)是病毒學中一個相對較新的分支領域,其研究範圍包括真菌病毒的分類、起源、演化、宿主種類、傳播機制與對宿主的影響等[4]

歷史

對真菌病毒的研究最早可追溯至1948年,美國賓州一處由拉弗朗斯兄弟(La France brothers)經營的洋菇農場中,洋菇產量因不明原因而下降,不久在歐洲日本澳洲等處的洋菇農場也有類似疫病發生,時人把此疫病稱為「拉弗朗斯病」(La France disease)[4],其症狀包括產量下降、菌絲生長變慢、組織浸水、子實體變形等,且收成以後保存期限也較正常洋菇的短[5]。1962年,Hollings檢查了被感染洋菇的子實體,發現其上至少有三種不同的病毒顆粒[6],這篇報導是病毒感染真菌的首次紀錄,可視為病毒真菌學的起源[4]

在真菌病毒學的研究中,可以感染栗疫病菌的CHV1病毒(Cryphonectria parasitica hypovirus 1)相當重要,這種病毒作為生物防治劑,在歐洲已能有效控制栗疫病的疫情,且此病毒本身也是此領域研究中重要的模式生物。不過美洲亞洲栗疫病菌的基因多樣性較大,有些菌株對CHV1病毒具有抗性,而使這些地方以CHV1病毒進行生物防治的效果有限[7][8]

分類

多數真菌病毒都屬於雙股RNA病毒英语Double-stranded RNA viruses,但也有約三成屬於正义单链RNA病毒[1],另外有單股DNA病毒被發現可以感染核盤菌英语Sclerotinia sclerotiorum,亦有研究顯示有反义单链RNA病毒英语Negative-sense single-stranded RNA virus可以感染真菌[9]

專一性

真菌病毒在真菌中相當普遍,在傳統上真菌的四大類群:壺菌接合菌子囊菌擔子菌中皆有發現,且一株真菌才常同時為兩種以上的真菌病毒所感染[10][11],也有些植物病毒感染真菌後,不能在真菌細胞內複製,而是單純利用真菌作為載體以感染植物[12]。 一般認為一種真菌病毒在自然界中的宿主,大多侷限於一或數種親緣關係相當接近、可以進行胞質融合的真菌[13],但也有部分真菌病毒可以感染親緣關係較遠的數種真菌,並順利在其胞內複製[4],例如有些粒線體病毒英语Mitovirus可以感染幣斑病菌荷蘭榆樹病菌[14] 。另外,透過體外轉殖的技術,可以使感染栗疫病菌的CHV1病毒感染其他親緣接近的真菌[15]。亦有研究顯示CHV1病毒可以感染Endothia英语Endothia黑腐皮殼菌屬英语Valsa等不同屬的真菌,並在其胞內增殖[10]

起源與演化

RNA病毒被認為是相當古老的病毒,可能是RNA世界的遺跡之一。而對於真菌病毒的起源,主要有「古老共演化起源」(ancient co-evolution hypothesis)與「植物病毒起源」(plant virus hypothesis)兩種假說,前者認為真菌病毒的起源非常古老,可能在真核生物演化分支的早期就與宿主真菌建立了關係,兩者並進行了長期的共演化[16],造成真菌病毒很高的多樣性[17],後者則認為真菌病毒是近期從植物病毒演化而來的,意即原本感染植物的病毒演化出感染植物病原真菌的能力,進而轉為真菌病毒,同時真菌病毒也可能改以植物為宿主而演化成植物病毒[18],支持此假說的重要證據是許多真菌病毒與某些植物病毒的親緣關係,比與其他真菌病毒還接近[1],例如CHV1病毒即與感染植物的馬鈴薯Y病毒英语Potyvirus關係接近[19]

傳播

真菌病毒與其他病毒基因組最大的差別,便是它們缺乏編碼用以在細胞間移動的蛋白之基因,真菌病毒可能只在細胞內移動,只有在宿主細胞分裂或行菌絲融合英语anastomosis時才被動地轉移到其他細胞中[10][20]。真菌病毒可以在宿主的有性孢子、無性孢子、甚至菌核英语Sclerotium中出現,其中以無性孢子傳播的效率較以有性孢子的為高[3]。有研究顯示感染栗疫病菌屬英语Cryphonectria核盤菌屬英语Sclerotinia荷蘭榆樹病屬英语Ophistoma的真菌病毒可以在同的不同種真菌間傳播[21][22],也有研究將鐮孢菌屬麴黴屬的真菌各自處理成原生質體後一起培養,發現真菌病毒可以從前者傳播到後者中,顯示自然界中真菌病毒也有可能在不同屬的真菌間傳播,惟具體機制仍不明[23]。另外,有些從真菌病毒衍生,而本身沒有傳播能力的類病毒物質可能會隨真菌病毒一起傳播,有研究發生感染灰葡萄孢菌粒線體病毒英语mitovirusBcMV1(Botrytiscinereamitovirus 1),可能在基因複製時發生序列刪除,而產生序列不完整,不能正常編碼RNA複製酶的病毒株BcMV1-S,當BcMV1藉由菌絲融合傳播時,BcMV1-S亦可隨之傳播到新的菌絲中[24]

在真菌內的移動

目前尚不清楚真菌病毒在宿主體內的移動是主動或被動的過程,但一般認為它是隨細胞內的原生質流流動,可以隨之流到新生成的菌絲中[25] 。許多研究觀察到真菌病毒的顆粒在隔膜孔(septal pores)的附近出現,這些顆粒有可能可以隨著原生直流穿透隔膜孔而在細胞間移動,不受伏魯寧體的阻擋[2][26]

對宿主的影響

大多數真菌病毒的感染不會對真菌宿主造成任何影響,不過這方面的研究受到許多限制,一來不同研究常使用不同的檢驗方法判定感染程度,造成實驗結果解讀的不同,二來有時一株真菌會被多於一種病毒感染,使研究者難以判斷對宿主的影響是哪一種病毒所致[27]。許多真菌病毒與宿主和平共存,而不對宿主造成負面影響,可能是兩者長期共演化的結果[28][29],不過在某些情況中,外界環境因子或真菌自身生長狀況的變動,可能導致原本隱藏的感染出現症狀。目前尚未知為何某些真菌病毒會影響宿主,某些則完全沒有症狀,不過前者感染植物病源真菌時,可以用作生物防治劑,以病毒感染真菌以抑制病原真菌的生長,感染栗疫病菌的CHV1病毒即是一例[10],不過有些真菌病毒會感染農業栽培的蕈菇,造成經濟損失,例如感染洋菇、造成拉弗朗斯病的病毒[6][30],以及感染平菇的平菇球形病毒(Oyster mushroom spherical virus)[31]與平菇等轴病毒(Oyster mushroom isometric virus)[30]。真菌病毒可能對宿主造成的症狀包括降低其生長速度[32]、降低其產生的孢子數量[32]、降低其感染其他生物的能力[33](可能經由影響宿主多條代謝路徑造成[34])、與降低其孢子萌發的能力等[35]

有時真菌病毒會給宿主帶來正面影響,例如在嗜殺酵母英语killer yeast中,其胞內的真菌病毒可以編碼一種溶解細胞膜的毒素,可以殺死其周圍未被病毒感染的其他酵母,而被感染的酵母本身則對此毒素免疫[36],嗜殺酵母在醫療、食品工業與農業上皆有應用價值[17][36]。也有研究發現黃石公園中,有一種能生長於禾本科植物Dichanthelium lanuginosum英语Dichanthelium lanuginosum組織中的內生真菌管突弯孢霉英语Curvularia protuberata,當其為一種稱為CThTV的真菌病毒所感染時,其本身與植物對高溫的抗性皆會提高,若移除此病毒,真菌與植物皆會失去在攝氏65度高溫生長的能力[37]

參考資料

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