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花椰菜嵌紋病毒

花椰菜嵌紋病毒（Cauliflower mosaic virus，簡稱CaMV）是花椰菜病毒科花椰菜病毒屬的一種病毒，屬DNA逆轉錄病毒[1]，此病毒可感染十字花科的植物，有些毒株（D4與W260）還可感染茄科曼陀羅屬或菸草屬的物種，以桃蚜等近30種蚜蟲傳播[2][3]，因此避免蚜蟲與幼苗接觸為防治此病毒感染的有效措施[3]。

花椰菜嵌紋病毒
電子顯微鏡下的花椰菜嵌紋病毒
病毒分類 编辑
（未分级）： 病毒 Virus
域： 核糖病毒域 Riboviria
界： 副核糖病毒界 Pararnavirae
门： 逆转录酶病毒门 Artverviricota
纲： 逆转录酶病毒纲 Revtraviricetes
目： 逆转录病毒目 Ortervirales
科： 花椰菜病毒科 Caulimoviridae
属： 花椰菜病毒屬 Caulimovirus
种：
花椰菜嵌紋病毒 Cauliflower mosaic virus

花椰菜嵌紋病毒感染的植株症狀包括植株葉片出現嵌紋、葉片組織壞死、植株矮化變形等，因病毒株、植株生態型與環境因子而異[4]。此病毒為溫帶地區普遍的植物病毒，對十字花科作物造成相當的經濟損失，有報導指有10%市售的白菜與花椰菜均被此病毒感染[3]。

病毒學

 
花椰菜嵌紋病毒的基因組示意圖

花椰菜嵌紋病毒的顆粒為正二十面體，直徑約52奈米[5][6]；基因組為環狀雙股DNA，長約8kb，可轉錄產生35S與19S兩種mRNA，前者包含6至8個開放閱讀框[7][8][9]，後者則只有1個開放閱讀框（ORF VI），編碼TAV蛋白。35S RNA轉譯起始時會發生核糖體分流，即核糖體跳過前方二級結構，直接跳至開放閱讀框的起始密碼子開始轉譯[10]；另外TAV蛋白可與轉譯中的核糖體和eIF3結合，核糖體轉譯完35S RNA上的一個開放閱讀框後，再度開始轉譯下一個開放閱讀框[11]。

許多易感植物可以miRNA和siRNA等小RNA與AGO等蛋白結合，抑制此病毒的感染，病毒基因組前端的非編碼區的RNA則可被Dicer切割產生大量小RNA，可與植物體抗病毒的miRNA和siRNA競爭結合AGO蛋白，而前端非編碼區衍生的小RNA雖也可引導AGO蛋白至病毒35S RNA的對應區域，卻因該區二級結構複雜而難以結合，進而達成抑制宿主抗病毒反應的效果[12]。

應用

許多轉基因作物皆是使用花椰菜嵌紋病毒35S RNA的啟動子來表現外加的基因，有人擔憂其與人類DNA重組後可能影響人體基因表現，又因此啟動子序列與ORF VI重疊，也有人質疑其可能在作物中表現病毒蛋白[13]，但實驗結果顯示病毒啟動子與人類DNA重組在正常條件下發生的機率極低，且此啟動子無法在哺乳動物細胞中表現蛋白[3]。

參考文獻

  1. ^ Pringle, CR. Virus taxonomy--1999. The universal system of virus taxonomy, updated to include the new proposals ratified by the International Committee on Taxonomy of Viruses during 1998. Arch Virol. 1999, 144 (2): 421–9. PMC 7086988  . PMID 10470265. doi:10.1007/s007050050515. 
  2. ^ Brault, V.; Uzest, M.; Monsion, B.; Jacquot, E.; Blanc, S. Aphids as transport devices for plant viruses. Comptes Rendus Biologies. 2010, 333 (6–7): 524–38. PMID 20541164. doi:10.1016/j.crvi.2010.04.001. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 Aurélie Bak, Joanne B. Emerson. Cauliflower mosaic virus (CaMV) Biology, Management, and Relevance to GM Plant Detection for Sustainable Organic Agriculture. Front. Sustain. Food Syst. 2020 [2021-12-06]. doi:10.3389/fsufs.2020.00021. （原始内容存档于2022-06-15）. 
  4. ^ Khelifa, M.; Massé, D.; Blanc, S.; Drucker, M. Evaluation of the minimal replication time of Cauliflower mosaic virus in different hosts. Virology. 2010, 396 (2): 238–45. PMID 19913268. doi:10.1016/j.virol.2009.09.032  . 
  5. ^ Cheng, RH.; Olson, NH.; Baker, TS. Cauliflower mosaic virus: a 420 subunit (T = 7), multilayer structure. Virology. Feb 1992, 186 (2): 655–68. PMC 4167691  . PMID 1733107. doi:10.1016/0042-6822(92)90032-k. 
  6. ^ Haas, M.; Bureau, M.; Geldreich, A.; Yot, P.; Keller, M. Cauliflower mosaic virus: still in the news. Mol Plant Pathol. Nov 2002, 3 (6): 419–29. PMID 20569349. doi:10.1046/j.1364-3703.2002.00136.x. 
  7. ^ Fütterer, J.; Gordon, K.; Bonneville, JM.; Sanfaçon, H.; Pisan, B.; Penswick, J.; Hohn, T. The leading sequence of caulimovirus large RNA can be folded into a large stem-loop structure. Nucleic Acids Res. Sep 1988, 16 (17): 8377–90. PMC 338565  . PMID 3419922. doi:10.1093/nar/16.17.8377. 
  8. ^ Pooggin, MM.; Hohn, T.; Fütterer, J. Forced evolution reveals the importance of short open reading frame A and secondary structure in the cauliflower mosaic virus 35S RNA leader. J Virol. May 1998, 72 (5): 4157–69. PMC 109645  . PMID 9557705. doi:10.1128/JVI.72.5.4157-4169.1998. 
  9. ^ Hemmings-Mieszczak, M.; Steger, G.; Hohn, T. Alternative structures of the cauliflower mosaic virus 35 S RNA leader: implications for viral expression and replication. J Mol Biol. Apr 1997, 267 (5): 1075–88. PMID 9150397. doi:10.1006/jmbi.1997.0929. 
  10. ^ Pooggin MM, Futterer J, Skryabin KG, Hohn T. Ribosome shunt is essential for infectivity of cauliflower mosaic virus.. Proc Natl Acad Sci U S A. 2001, 98 (3): 886–91. PMC 14679  . PMID 11158565. doi:10.1073/pnas.98.3.886. 
  11. ^ Park, HS.; Himmelbach, A.; Browning, KS.; Hohn, T.; Ryabova, LA. A plant viral reinitiation factor interacts with the host translational machinery. Cell. 2001, 106 (6): 723–33. PMID 11572778. S2CID 14384952. doi:10.1016/S0092-8674(01)00487-1  . 
  12. ^ Blevins T, Rajeswaran R, Aregger M, Borah BK, Schepetilnikov M, Baerlocher L; et al. Massive production of small RNAs from a non-coding region of Cauliflower mosaic virus in plant defense and viral counter-defense.. Nucleic Acids Res. 2011, 39 (12): 5003–14. PMC 3130284  . PMID 21378120. doi:10.1093/nar/gkr119. 
  13. ^ Podevin, N.; du Jardin, P. Possible consequences of the overlap between the CaMV 35S promoter regions in plant transformation vectors used and the viral gene VI in transgenic plants. GM Crops Food. 2012, 3 (4): 296–300. PMID 22892689. doi:10.4161/gmcr.21406  . 
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