新型RNA病毒揭示黑粉菌Thecaphora thlaspeos中复杂的真菌病毒组

时间:2026年5月25日
来源:Virology

编辑推荐:

研究人员通过对感染十字花科植物的黑粉菌Thecaphora thlaspeos的转录组数据进行系统性挖掘,首次发现并鉴定了八种新型RNA病毒。所有病毒基因组均为单片段双顺反子结构,编码衣壳蛋白(CP)与RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp),并在基因排列上呈现高

广告
   X   

研究人员通过对感染十字花科植物的黑粉菌Thecaphora thlaspeos的转录组数据进行系统性挖掘,首次发现并鉴定了八种新型RNA病毒。所有病毒基因组均为单片段双顺反子结构,编码衣壳蛋白(CP)与RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp),并在基因排列上呈现高度紧凑特征。基于RdRp的系统发育分析将其归入Totivirus属(Orthototiviridae科)与Eimeriavirus属(Pseudototiviridae科)。比较不同菌株的病毒组成显示,真菌宿主的遗传背景可能影响病毒群落结构,并且多重双链RNA病毒感染在该物种中普遍存在。该研究拓展了Ustilaginomycotina亚门的真菌病毒多样性认知,并将T. thlaspeos确立为复杂RNA病毒组的宿主,为今后探讨病毒流行规律、传播机制及其对真菌生物学和植物致病性的潜在影响奠定了基础。
本研究由阿根廷国家农业技术研究所(INTA)与CONICET联合团队完成,发表于《Virology》。研究背景方面,真菌病毒(mycovirus)广泛存在于植物病原真菌、内生真菌及腐生真菌中,多数具有双链RNA(+dsRNA)或正义单链RNA(+ssRNA)基因组,缺乏细胞外传播阶段,依赖菌丝融合和孢子垂直传播。尽管已有证据表明真菌病毒可调节宿主生长、产孢及次生代谢,并在某些系统中介导低毒力现象,但在黑粉菌亚门(Ustilaginomycotina)尤其是Thecaphora属中的多样性仍鲜有报道。Thecaphora thlaspeos是一种专性生物营养型担子菌,仅感染十字花科植物,具有不同于模式黑粉菌Ustilago maydis的独特生物学特性,其基因组与转录组已被解析,但此前未开展系统的病毒组研究。
研究人员重新分析了已发表的T. thlaspeos RNA-seq数据(BioProject PRJEB24478),采用生物信息学流程筛选病毒序列,并通过覆盖度、读段丰度及DNA文库缺失验证确保病毒特异性。结果显示共获得八条病毒样重叠群,其中五条属于Totivirus属,三条属于Eimeriavirus属,基因组长度分别为约4.5 kb和5.1–5.3 kb,GC含量存在差异,且均具有双顺反子结构。部分病毒ORF间存在AUGA四核苷酸间隔,提示翻译重启动机制。不同交配型菌株间的病毒组成存在差异,表明宿主遗传背景可能影响病毒群落结构。
关键技术方法方面,研究人员利用了13个公共RNA-seq文库的原始测序数据,涵盖T. thlaspeos LF2菌株的四个生物学重复及其他样本,采用转录组挖掘策略识别病毒序列,并通过系统发育分析确定分类地位。该方法避免了额外实验成本,并可在无专门病毒研究的前提下揭示真菌病毒多样性。
研究结果分为若干部分。数据来源与组装部分,研究人员从NCBI SRA下载并质控处理原始读段,进行de novo组装与注释。病毒样序列鉴定部分,识别出八条病毒重叠群,并依据RdRp域序列构建系统发育树,明确其分类归属。讨论部分指出,这是首次在T. thlaspeos中发现病毒,拓展了Ustilaginomycotina亚门的已知真菌病毒谱系,并强调了回顾性转录组数据挖掘在病毒发现中的应用价值。结论部分总结,T. thlaspeos携带五种totiviruses(TtTV1–5)和三种eimeriaviruses(TtEV1–3),这些病毒均属于Ghabrivirales目,显示出菌株水平的病毒组差异,为进一步研究病毒与宿主互作提供了基础。
研究结论翻译:本研究将Thecaphora thlaspeos确立为一个复杂RNA病毒组的宿主,包含五种totiviruses与三种eimeriaviruses,隶属于Ghabrivirales目。这些发现拓展了Ustilaginomycotina亚门的真菌病毒多样性认知,并证明了回顾性转录组挖掘在未开展专门病毒学研究的真菌类群中的重要价值。观察到的病毒组在菌株水平上的差异虽限于样本量,但提示宿主遗传背景可能影响病毒群落组成。该研究为未来探索真菌病毒的传播机制、生态功能及其对宿主生物学的影响提供了重要参考。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有