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朱槿与软枝黄蝉双生病毒分子特征及致病机制解析

一、引言

1.1研究背景与目的

双生病毒（Geminivirus）作为一类具有孪生颗粒形态的单链环状DNA植物病毒，其病毒粒子为双联体结构，粒子大小约为18nm，无包膜，因特有的孪生颗粒和单链环状DNA而区别于其它植物病毒。近年来，随着全球气候变暖、农业耕作制度的变更以及介体烟粉虱（尤其是B型烟粉虱）在世界范围内的爆发，双生病毒病在全球范围内广泛发生。目前，该病毒病已经在非洲、地中海、东南亚、中北美及加勒比海地区等地肆虐，给当地的农业生产带来了严重的经济损失。

朱槿（Hibiscusrosa-sinensisL.），又称扶桑、火红花、假牡丹和大红花等，属锦葵科木槿属常绿灌木。其原产于我国云南、广东及南美，是马来西亚国花以及我国南宁市市花。朱槿在华南地区几乎可终年开花，花朵硕大、色彩艳丽，具有极高的观赏价值，是重要的园林花卉植物。然而，近期广东部分地区的朱槿植株受到双生病毒的侵染，出现曲叶或黄化曲叶症状，严重影响了朱槿的生长发育和观赏价值。病株表现为全株性叶片向上卷曲、叶脉肿大、有耳突、叶质脆硬，病叶从叶缘开始褪绿黄化。经研究发现，广东朱槿曲叶病样中存在烟粉虱传双生病毒，其中与木尔坦棉花曲叶病毒Okra分离物同源率最高，为97%。

软枝黄蝉（AllamandacatharticaL.），夹竹桃科黄蝉属多年生常绿灌木。其枝条柔软下垂，花色金黄灿烂，花期长，常被用于庭院、公园等地的绿化美化。但同样面临着双生病毒的威胁，感染双生病毒后的软枝黄蝉，生长受阻，叶片卷曲、黄化，花朵数量减少且变小，严重降低了其景观效果和经济价值。在广东，软枝黄蝉曲叶病是由黄蝉曲叶病毒（Allamandaleafcurlvirus，EF602306）侵染引起。

尽管目前已经有研究人员对侵染朱槿和软枝黄蝉的双生病毒进行了分离和鉴定，然而对于它们的分子特征，如基因组结构、核酸序列、蛋白质结构等方面，仍然存在诸多未知，尤其是与其他双生病毒的差异和相似之处尚未明确。深入研究朱槿和软枝黄蝉的双生病毒分子特征，有助于我们更全面、深入地了解这两种重要作物所面临的病毒威胁。通过明确病毒的分子特征，可以为进一步探究病毒的致病机制、传播规律以及开发有效的防治策略提供坚实的科学依据。

本研究旨在全面、系统地研究侵染朱槿和软枝黄蝉的双生病毒的基本分子特征，涵盖基因组结构、核酸序列、蛋白质结构等多个方面。通过深入剖析这些分子特征，期望能够更深入地揭示病毒的生物特性以及其与生物宿主之间的相互作用机制，进而为制定更加科学、有效的防控策略提供关键的科学依据，以减少双生病毒对朱槿和软枝黄蝉的危害，保护这两种重要植物资源的健康生长和应用价值。

1.2国内外研究现状

在国际上，双生病毒的研究一直是植物病毒学领域的重点。自双生病毒被发现以来，科研人员针对多种植物上的双生病毒进行了广泛研究，在其分类、基因组结构、传播机制以及致病机理等方面取得了众多成果。例如，对菜豆金色花叶病毒属（Begomovirus）的研究揭示了其复杂的基因组结构和多样的致病方式，为双生病毒的基础研究奠定了坚实基础。研究发现，该属病毒的基因组通常由单链环状DNA组成，包含多个开放阅读框，编码的蛋白质参与病毒的复制、转录、运动以及与宿主的相互作用等过程。在传播机制方面，明确了烟粉虱在双生病毒传播过程中的关键作用，烟粉虱通过取食感染病毒的植株，将病毒摄入体内，随后在取食健康植株时，将病毒传播给新的宿主。

然而，针对朱槿和软枝黄蝉上的双生病毒研究相对较少。在朱槿双生病毒研究方面，目前仅确定了广东朱槿曲叶病样中存在烟粉虱传双生病毒，且与木尔坦棉花曲叶病毒Okra分离物同源率最高，但对于病毒的全基因组序列、基因组结构以及蛋白质结构等详细分子特征尚未进行深入解析。对于病毒在朱槿体内的复制、转录以及与朱槿的互作机制更是知之甚少。在软枝黄蝉双生病毒研究中，虽已明确广东软枝黄蝉曲叶病是由黄蝉曲叶病毒侵染引起，但关于该病毒的分子特征研究同样不够全面，缺乏对病毒基因功能、蛋白质与宿主细胞相互作用机制等方面的深入探索。

在国内，随着双生病毒病在农业生产中造成的危害日益严重，对双生病毒的研究逐渐受到重视。科研人员在多种作物上的双生病毒研究取得了一定进展，如对番茄、烟草等作物上双生病毒的分子鉴定、遗传多样性分析以及防控技术研究。在朱槿和软枝黄蝉双生病毒研究方面，何自福等对广东地区朱槿曲叶病和软枝黄蝉曲叶病进行了病原鉴定，为后续研究提供了基础。但整体而言，国内对于这两种植物双生病毒的研究仍处于起步阶段，研究内容主要集中在病原的初步鉴定，对于病毒分子特征的深入研究较为匮乏。

目前，对于侵染朱槿和软枝黄蝉的双生病毒研究存在诸多不足。在分子特征研究方面，缺乏对