跳到主要內容

沒有移動蛋白(movement protein)的病毒如何「流毒無窮」?

 

圖片來源:維基百科

有許多病毒可以感染植物。過去的研究發現,大部分的病毒都有所謂的「移動蛋白」(movement protein),幫助他們在植物體內完成「流毒無窮」的工作。這些移動蛋白非常多樣,作用的機制也個個不同[1]。

但是,既然我們一開始就說是「大部分」病毒有移動蛋白,這就意味著還是有小部分的病毒沒有移動蛋白。那麼,這些沒有移動蛋白的病毒,又如何在植物體內「開枝散葉」呢?

最近的一個研究[2],讓我們明瞭了這類病毒的一些手段。

我們的主角是柑橘黃脈相關病毒1和2(CY1和CY2)。研究團隊分析了CY1和CY2的基因體,發現它們缺少傳統的移動蛋白基因。

缺少移動蛋白,但是它們還是可以感染植物。於是研究團隊再仔細看了一下這兩隻病毒。

結果發現,其中的CY2有個稱為ORF5的基因,跟移動蛋白有點像。他們研究了一下發現,這個基因並不是病毒的必須基因(也就是說,沒了它,病毒還好好的),但是有了它植物感染的症狀出現得更早,意味著它可能有助於加速病毒在植物體內的傳播;另外,在有它的狀況下,可以在植物體內偵測到病毒樣顆粒,顯示它可能參與病毒顆粒的組裝或穩定病毒顆粒的結構。

而CY1則連有點像移動蛋白的基因都沒有。研究團隊認為,會不會CY1借用了宿主的蛋白質呢?畢竟草船借箭這種行為病毒常常做。

於是研究團隊把病毒的基因體用放射性同位素標定,然後用它去跟植物的蛋白質結合,看看哪個植物蛋白質可以跟它結合。

結果找到了一個稱為PP2(phloem protein 2)的蛋白質。為了測試PP2是不是與病毒移動有關,研究團隊使用病毒誘導基因沉默技術,把PP2的表現降低。結果發現,當PP2表現被抑制時,CY1病毒在植物體內的累積也跟著明顯降低,意味著PP2在病毒移動中的重要性。

所以,對於如CY1與CY2這類沒有移動蛋白的植物病毒,他們還是想方設法讓自己可以在植物體內「開枝散葉」,達成「流毒無窮」的目的,真的太厲害啦!

參考文獻:

[1] Ana, Butković., Valerian, V., Dolja., Eugene, V., Koonin., Mart, Krupovic. (2023). Plant virus movement proteins originated from jelly-roll capsid proteins. PLOS Biology, doi: 10.1371/journal.pbio.3002157

[2] Ying X, Bera S, Liu J, Toscano-Morales R, Jang C, Yang S, et al. (2024) Umbravirus-like RNA viruses are capable of independent systemic plant infection in the absence of encoded movement proteins. PLoS Biol 22(4): e3002600. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002600

留言

這個網誌中的熱門文章

怎麼辦到的?變形藤(Boquila trifoliolata)模仿塑膠植物

  左:原來的葉片。右:模仿的葉片。圖片來源: 期刊 之前我們提到過一種奇妙的植物「變形藤」( Boquila trifoliolata ),它原產於南美洲智利中、南部與阿根廷。在2014年就被發現它 為了減少自己被吃 ,發展出奇妙的變形能力:爬到誰身上就長得像誰。 後來在2021年 發現 ,它不只是形狀學得像,連人家身上一大半的細菌都搬過來了。這就奇妙了。 為什麼「變形藤」能夠學得這麼像呢?是寄主植物釋放了揮發性化合物?還是寄主植物跟它進行了基因的交換?還是它真的能「看」? 研究團隊這次用了塑膠植物給它模仿。塑膠植物沒有基因、也不會釋放揮發性化合物,這樣就可以排除前兩個因素了。 結果「變形藤」還是學得維妙維肖,而且,一個月以後,它還學得更像。 難道它真的會「看」嗎?只能說這棵藤本植物真是太奇妙了。 參考文獻: White J, Yamashita F. Boquila trifoliolata mimics leaves of an artificial plastic host plant. Plant Signal Behav. 2022 Dec 31;17(1):1977530. doi: 10.1080/15592324.2021.1977530. Epub 2021 Sep 21. PMID: 34545774; PMCID: PMC8903786.

植物界的變色龍Boquila trifoliolata如何模仿?

  圖片來源: 維基百科 信不信植物界也有變色龍?原產於南美洲智利中、南部與阿根廷的藤本植物 Boquila trifoliolata 在攀爬到其他樹上時,葉片的形狀會從原本的長鈍橢圓形三出複葉改變為宿主植物的形狀;甚至當它從一種植物攀爬到另一種植物時,葉片的型態也會跟著改變。 過去的研究發現, Boquila trifoliolata 之所以做這樣的改變,可能是因為 可以讓它避免被吃 。但是到底「變色龍藤」是怎麼「看」到它攀爬上去的植物長什麼樣子呢? 最近發表在Scientific Report上的研究發現,「變色龍藤」可能是從「宿主」的菌群(microbiota)得到資料。研究團隊收集了「變色龍藤」模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)、沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT),以及「宿主」的菌群(RS)。結果發現,沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT)與「宿主」的菌群(RS)之間只有共享了79個獨特的OTU(操作分類單元,可能代表細菌的屬或種),但模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)與「宿主」的菌群(RS)之間卻共享了255個獨特的OTU!更有趣的是,沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT)與模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)間也只共享了33個OTU。 這個結果顯示了,「變色龍藤」能模仿「宿主」的型態,與它們之間共享的菌群高度相關。但是究竟「變色龍藤」是如何從這些菌群得到資料?這就有待進一步的研究了。 參考文獻: Gianoli, E., González-Teuber, M., Vilo, C. et al. Endophytic bacterial communities are associated with leaf mimicry in the vine Boquila trifoliolata. Sci Rep 11, 22673 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-02229-8

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯( Ipomoea batatas )從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎? 圖片來源: 農委會 上面這張照片裡的蕃薯,中間的TN57與TN66,就是台農57號與台農66號,是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔! 台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種(Nancy hall)雜交育成。它黃皮黃肉,目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟,適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四~十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去,協助他們解決糧食問題呢! 至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉! 最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。 至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔! 如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔! 參考文獻: 蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。 行政院農委會。 甘藷主題館 。