植物病毒

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番椒微斑病毒英語Pepper mild mottle virus感染的辣椒
鬱金香條斑病毒感染的鬱金香花朵上有白色條紋,在十七世紀的鬱金香狂熱中價值高昂
菸草鑲嵌病毒
馬鈴薯葉捲病毒英語Polerovirus感染的馬鈴薯
雙生病毒科的玉蜀黍條斑病毒英語maize streak virus
番茄褐色皺果病毒英語Tomato brown rugose fruit virus感染的番茄

植物病毒(Plant virus)泛指感染植物病毒,大多為正單鏈RNA病毒[1],一般不具有外膜布尼亞病毒目單股反鏈病毒目的病毒則有)[2],有許多外觀呈棒狀[3],也有呈正多面體者,其中雙生病毒科的病毒由雙生的兩個正二十面體組成。植物病毒在自然界中大多以動物媒介、花粉種子傳播,較少如動物病毒英語animal virus般以直接接觸傳染,動物媒介包括昆蟲線蟲蜘蛛等,其中以昆蟲居多(特別是半翅目昆蟲),有些病毒可進入昆蟲的血腔中,使其終生具備散播病毒的能力,有些病毒並可影響宿主花朵的特性以吸引或阻止昆蟲前來[4]。植物可以植物激素水楊酸茉莉酸離層素[5])啟動抗病毒反應,並以RNA干擾等機制清除病毒RNA[6],而病毒也有許多機制對抗宿主免疫反應,例如形成膜結構以避免被宿主核酸酶切割[1],並可利用植物透過原生質絲在細胞間傳遞mRNA的機制傳播自己的RNA[7]

許多糧食作物與經濟作物可被植物病毒感染[8],如玉米褪綠斑駁病毒英語Maize lethal necrosis disease大麥黃矮病毒英語barley yellow dwarf virus小麥線條鑲嵌病毒英語Wheat streak mosaic virus水稻東格魯病毒英語Tungrovirus馬鈴薯Y病毒英語Potato virus Y甘薯褪綠矮化病毒(sweet potato chlorotic stunt virus)、番茄褐色皺果病毒英語Tomato brown rugose fruit virus胡瓜綠斑嵌紋病毒英語Cucumber green mottle mosaic virus等,可能影響糧食安全[9],估計每年在全世界造成超過600億美元的經濟損失[10],不過許多植物病毒的感染並不造成任何症狀,甚至可與植物互利共生,例如圓葉菸草英語Nicotiana benthamiana被許多病毒感染後可提升對缺水逆境的抗性;有些植物還可將病毒的基因用作其他功能,如白三葉草潛隱病毒(clover cryptic virus)的衣殼蛋白被一些植物用於抑制根瘤英語Root nodule的形成[11]

歷史上第一種被發現的病毒菸草鑲嵌病毒(TMV)即為植物病毒[12]。有些植物病毒在科學研究或農業上具有應用價值,在生物學研究中,有些植物病毒可被研究人員用作載體將遺傳物質送入植物細胞中[13];有些園藝植物被病毒感染可提升其價值,如十七世紀荷蘭的鬱金香狂熱中,被鬱金香條斑病毒感染的鬱金香花朵上有不同顏色的條紋,因此價格非常高昂[14];有些植物病毒則因能殺傷雜草或害蟲而可用於生物防治[15][16]

分類[編輯]

有約30個的病毒可感染植物,其中有些科的病毒皆為植物病毒,有些則包含感染動物、真菌等其他生物的病毒。許多植物病毒與真菌病毒或感染節肢動物的病毒關係接近,有些植物病毒可在真菌細胞內複製,也有些真菌病毒可在植物細胞內複製,此現象可能與陸生植物和真菌的共生關係有關[4]

雙股RNA病毒[編輯]

反義單股RNA病毒[編輯]

反轉錄病毒[編輯]

正義單股RNA病毒[編輯]

地位未定

單股DNA病毒[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 1.0 1.1 Hyodo K, Hashimoto K, Kuchitsu K, Suzuki N, Okuno T. Harnessing host ROS-generating machinery for the robust genome replication of a plant RNA virus.. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017, 114 (7): E1282–E1290. PMC 5320965可免費查閱. PMID 28154139. doi:10.1073/pnas.1610212114. 
  2. ^ Ibrahim A, Odon V, Kormelink R. Plant Viruses in Plant Molecular Pharming: Toward the Use of Enveloped Viruses.. Front Plant Sci. 2019, 10: 803. PMC 6594412可免費查閱. PMID 31275344. doi:10.3389/fpls.2019.00803. 
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  4. ^ 4.0 4.1 Lefeuvre P, Martin DP, Elena SF, Shepherd DN, Roumagnac P, Varsani A. Evolution and ecology of plant viruses.. Nat Rev Microbiol. 2019, 17 (10): 632–644. PMID 31312033. doi:10.1038/s41579-019-0232-3. 
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  8. ^ Jones RAC, Naidu RA. Global Dimensions of Plant Virus Diseases: Current Status and Future Perspectives.. Annu Rev Virol. 2019, 6 (1): 387–409. PMID 31283443. doi:10.1146/annurev-virology-092818-015606. 
  9. ^ Jones RAC. Global Plant Virus Disease Pandemics and Epidemics.. Plants (Basel). 2021, 10 (2). PMC 7911862可免費查閱. PMID 33504044. doi:10.3390/plants10020233. 
  10. ^ Plant viruses may be reshaping our world. Science Daily. 2019-07-17 [2021-04-27]. (原始內容存檔於2021-06-05). 
  11. ^ Roossinck MJ. The good viruses: viral mutualistic symbioses.. Nat Rev Microbiol. 2011, 9 (2): 99–108. PMID 21200397. doi:10.1038/nrmicro2491. 
  12. ^ Lecoq H. [Discovery of the first virus, the tobacco mosaic virus: 1892 or 1898?].. C R Acad Sci III. 2001, 324 (10): 929–33. PMID 11570281. doi:10.1016/s0764-4469(01)01368-3 (法語). 
  13. ^ Abrahamian, Peter; Hammond, Rosemarie W.; Hammond, John. Plant Virus-Derived Vectors: Applications in Agricultural and Medical Biotechnology. Annual Review of Virology. 2020-06-10, 7. ISSN 2327-0578. PMID 32520661. doi:10.1146/annurev-virology-010720-054958. 
  14. ^ Garber, Peter M. Tulipmania. Journal of Political Economy. 1989, 97 (3): 535-560. 
  15. ^ Harding, Dylan P.; Raizada, Manish N. Controlling weeds with fungi, bacteria and viruses: a review. Frontiers in Plant Science. 2015, 6: 659. ISSN 1664-462X. PMC 4551831可免費查閱. PMID 26379687. doi:10.3389/fpls.2015.00659. 
  16. ^ Bonning, Bryony C.; Pal, Narinder; Liu, Sijun; Wang, Zhaohui; Sivakumar, S.; Dixon, Philip M.; King, Glenn F.; Miller, W. Allen. Toxin delivery by the coat protein of an aphid-vectored plant virus provides plant resistance to aphids. Nature Biotechnology. January 2014, 32 (1): 102–105. ISSN 1546-1696. PMID 24316580. doi:10.1038/nbt.2753.