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維管植物的基因組見證了Caulimoviridae家族病毒的進化

2019-04-29 11:00:48 ? 來源：

內(nèi)源病毒元件是整合到其宿主的核基因組中的病毒序列。它們是真正的分子化石，證明了數(shù)百萬年前可能發(fā)生的感染，研究它們可以了解病毒如何隨著時間的推移而發(fā)展。

作為國際合作的一部分，來自CIRAD和INRA的研究人員研究了Caulimoviridae家族病毒的內(nèi)源性元素，這些病毒在植物中引起多種感染。他們研究了植物的基因組，以評估這些病毒的多樣性及其宿主譜。

維管植物中的內(nèi)源病毒元素，從lycopods到開花植物

科學家使用最先進的基因組學和生物信息學工具來分析72種植物的基因組，這些植物代表迄今為止所描述的不同系統(tǒng)發(fā)育群 - 從綠藻到開花植物 - ，尋找編碼病毒蛋白的全部或部分序列Caulimoviridae家族的特異性和高度保守的逆轉(zhuǎn)錄酶。盡管在開花植物的基因組中已知這種序列的存在，但它們在大多數(shù)維管植物中也發(fā)現(xiàn)了一些包括最原始的植物 - 蕨類植物，針葉樹和lycopods，這一結(jié)果說明了Caulimoviridae感染廣泛的，先前被低估的寄主范圍的能力。在所研究的62種開花植物中，似乎內(nèi)源性Caulimoviridae的數(shù)量與基因組的大小相關(guān)，其中數(shù)千個序列位于裸子植物的巨型基因組的核心，并且值得注意的例外是：玉米(Zea mays)基因組盡管它的大小，但沒有任何東西。另一方面，蓖麻(Ricinus communis)和橙子(Citrus sinensis)的密度非常高。

對所研究的植物中鑒定的內(nèi)源病毒元件的深入分析顯示，大多數(shù)內(nèi)源性Caulimoviridae來自Florendovirus和Petuvirus屬。它還導致了以前未知的Caulimoviridae進化分支的發(fā)現(xiàn)：在針葉樹(Gymnendovirus 1至4)，蕨類植物中的兩個(Fernendovirus 1和2)和開花植物中的5個(例如Xendovirus或者)中檢測到四個新的屬于Caulimoviridae的屬。 Yendovirus)。

內(nèi)生的病毒元素可以追溯到泥盆紀時期

基于對所研究的植物物種中的病毒屬的不同病毒屬的分布的分析，科學家們能夠提出一種進化的情景，其中該病毒家族顯然出現(xiàn)在泥盆紀期間由開花植物和裸子植物共有的祖先中。( - 3.2億年)。在屬于不同部門的主機之間顯然存在后續(xù)交換。值得注意的是，Caulimoviridae家族中的大量宿主病毒可能是由于這些病毒中存在一種運動蛋白，它通過特定通道或胞間連絲促進細胞間病毒顆粒的轉(zhuǎn)運和循環(huán)，其結(jié)構(gòu)為維管植物的特征。

這些結(jié)果證明了花椰菜病毒科病毒的實質(zhì)適應性及其對維管植物進化的影響。他們要求對這些病毒在植物基因組中的作用和后果進行更詳細的研究。

簡而言之，Caulimoviridae

家族Caulimoviridae包含植物病毒。它包括八個屬(Badnavirus，Caulimovirus，Cavemovirus，Petuvirus，Rosadnavirus，Soymovirus，Solendovirus和Tungrovirus)，最近添加了第九個Florendovirus。

Caulimoviridae家族的某些成員造成重大經(jīng)濟損失，特別是在熱帶地區(qū)，它們影響水稻(水稻tungro bacilliform病毒或RTBV)，可可(可可膨脹病毒或CSSV)，木薯，香蕉和其他主要作物。

值得一提的是，花椰菜花葉病毒(或CaMV)是一種重要的模型病毒，能夠理解各種病毒過程的基本方面(復制，細胞間移動，傳播等)。其基因組的某些元素現(xiàn)在也廣泛用于植物生物技術(shù)領域，以探索某些植物基因的功能。

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