Microbiome | 研究揭示农业生态系统中未被发现的植物病毒多样性！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者托马斯

对病毒病害重要性的认识，特别是在正在进行的COVID-19大流行中，增加了对探索跨生态系统的病毒多样性的研究兴趣，并通过高通量测序（HTS）和探索核苷酸数据库来协助研究。在农业生态系统中，病毒是无处不在的微生物，与真核生物宿主有关，包括作物和杂草植物、真菌、卵菌、节肢动物和线虫，以及细菌等原核生物。因此，病毒可以直接影响植物种群和个体植物生物群落的动态，或者通过对其他生态或环境因素的调节来影响植物种群和个体植物生物群落的动态。由于植物致病病毒的寄生性、高传播性和适应性，据估计，它们占植物新出现病害的一半，损失相当于预期作物产量的四分之一左右。番茄是全球蔬菜产量最高的作物，与300多种病毒相关，其中有几种病毒经常与病害症状和产量损失有关。为了研究病毒多样性，HTS已成为首选的工具。基于HTS的病毒学，加上生物信息学工具，能够得到更深的生物学、进化学和生态学方面的见解，这也影响了病毒诊断和流行病学领域。

2023年4月3日，国际权威学术期刊Microbiome发表了斯洛文尼亚国家生物研究所Denis Kutnjak团队的最新研究成果，题为In-depth study of tomato and weed viromes reveals undiscovered plant virus diversity in an agroecosystem的研究论文。

众所周知，病毒会影响农作物健康，有些甚至会造成植物检疫和经济问题，但它们在非作物植物中的多样性和在病害之外的作用却不为人所知。因此，为了更好地了解病毒在农业生态系统中的作用，需要进行广泛的病毒组探索，其中包括作物和各种杂草植物。这种无偏差研究可以通过病毒组学进行，高通量测序（HTS）数据能够产生更深的生物学和生态学见解。本研究实施了基于HTS的病毒组学，在探索番茄和杂草的病毒多样性。本研究检测到125种病毒，包括79个新物种，其中65种只在杂草中发现。这涵盖了21个以马铃薯Y病毒科、弹状病毒科和番茄丛矮病毒科为主的高级植物病毒类群，以及4个非植物病毒成员。结果检测到了非植物宿主的病毒和类似病毒的序列，并证明了一种新型番茄病毒对茄科植物的感染性。主要的番茄病毒的多样性是可变的，在某些情况下，与同一物种的分离株的多样性相当。科研人员对新病毒进行了系统发育分类分析，并显示了系统发育相关的弹状病毒与它们在分类学上相关的宿主植物之间的联系。在番茄中检测到的10种分类病毒也在杂草中检测到，这可能表明杂草可能是它们的贮藏库，这些病毒可能在两个区间交换。本研究表明，即使在研究相对较好的农业生态系统中，如番茄农场，非常多样化的植物病毒群落的很大一部分仍然是未知的，而且大多存在于未经研究的非作物植物。番茄和杂草中病毒的重叠存在意味着可能存在病毒库以及杂草和作物区间的可能交换，这可能影响杂草管理决策。观察到的主要番茄病毒的变异性和广泛存在，以及一种新型烟草花叶病毒在茄科植物中的感染性，为进一步研究病毒病害的动态及其对番茄健康的影响提供了基础。本研究从这种深入的农业生态系统病毒组探索中产生的广泛见解将对预测可能出现的植物病毒病害很有价值，并将作为进一步的发现后特征研究的基线。

本文转载自Ad植物微生物

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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