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茄丝核菌(Rhizoctonia solani)是一类寄主范围广、危害严重的世界性的重要植物病原真菌,由其引起的纹枯病是水稻上三大病害之一,严重影响稻谷产量及品质。真菌病毒是在真菌中复制和增殖的一类病毒,在真菌界中广泛存在,部分病毒与寄主致病力衰退相关,具有防治作物真菌病害的潜力。本研究对分离自湖北省水稻植株上的茄丝核菌中的病毒多样性进行了分析,进而对三个新病毒的分子特性进行了研究,具体研究结果如下:水稻纹枯菌中蕴藏丰富的病毒资源。从湖北省襄阳市、随州市等9个地级市辖区内共分离获得水稻纹枯菌菌株174个。对分离的菌株进行宏病毒组高通量测序,获得10G转录组数据量,其中约1%的序列注释到了病毒信息。对获得的reads序列进行拼接,得到了324个与NCBI数据库中病毒相关的contig序列。根据病毒核酸类型划分,单链DNA(ssDNA)病毒占1%,双链RNA(dsRNA)病毒占35%,正单链RNA(+ssRNA)病毒占55%,负单链RNA(-ssRNA)病毒占9%。其中dsRNA病毒主要包括双分病毒科(Partitiviridae)和一些未分类的dsRNA病毒。+ssRNA病毒主要包括内源病毒科(Endornaviridae)、裸露病毒科(Narnaviridae)、低毒病毒科(Hypoviridae)和甜菜坏死黄脉病毒科(Benyviridae)。-ssRNA病毒主要包括单股负义链病毒目(Mononegavirales)、布尼亚病毒目(Bunyavirales)和未分类的负链病毒。ssDNA病毒仅有2个contig。总体来看,这些序列匹配到的病毒以dsRNA病毒中的Partitiviridae和+ssRNA病毒中的Narnaviridae为优势类群,并且各种核酸类型的病毒都占有一定的比例,表明纹枯菌中病毒资源非常丰富。菌株HG81携带有两个新的双分病毒,分别命名为RsPV3(Rhizoctonia solani partitivirus 3)和RsPV4(Rhizoctonia solani partitivirus 4)。RsPV3和RsPV4均包含有2个dsRNA节段,RsPV3的dsRNA1和dsRNA2全长分别为1993核苷酸(nt)和1733 nt,均含有1个单独的ORF,其中dsRNA1的ORF编码含有618个氨基酸(AA)的依赖于RNA的RNA聚合酶(RdRp),dsRNA2的ORF编码全长486 AA的衣壳蛋白(CP);RsPV4的dsRNA1和dsRNA2全长分别为1981 nt和1694 nt,分别含有1个完整的ORF,其中dsRNA1的ORF编码一个含625 AA的RdRp,dsRNA2的ORF编码含479 AA的CP。基于的RdRp和CP氨基酸序列进行聚类分析,RsPV3和RsPV4均与双分病毒科Alphapartitivirus属的RsPV2亲缘关系较近,在核酸水平上分别有61%和65%的相似性,是Alphapartitivirus属的新成员。RsPV3和RsPV4的病毒颗粒是直径约为30 nm的球形病毒粒子。通过PEG介导的方法将RsPV3和RsPV4的病毒粒子转染到强毒力菌株190的原生质体中,获得了转染子T26和T28菌株。相比190菌株,转染子T26和T28生长速度缓慢,形成的菌核小且大小不均匀,致病力显著下降。因此,RsPV3或/和RsPV4与寄主低毒特性有相关性。解析了纹枯菌单股负义链RNA病毒RsRhV1基因组分子特性。菌株XY175含有一个单股负义链RNA病毒,命名为RsRhV1(Rhizoctonia solani rhabdovirus 1),其基因组全长11716 nt,G+C含量为40%;3’端非编码区(UTR)有87 nt,5’端的UTR含有244 nt,且3’-UTR和5’-UTR序列有明显的互补特性。RsRhV1基因组推定含有5个ORFs(ORFⅠ-Ⅴ),该5个非重叠ORF在病毒基因组上呈线性排列。5个ORFs之间的间隔区长度在28-232 nt之间、富含A/U高度保守序列。RsRhV1的5个ORFs都包含高度保守的基因转录终止序列(3’-AUACUUUUUUU-5’)和基因转录起始序列(3’-UUGUC-5’),同时也包含了高度保守的基因间隔(G/CA)区域。这与典型的弹状病毒的基因转录终止、起始和间隔区域的序列是一致的。RsRhV1病毒ORFⅠ推定编码N基因(核衣壳蛋白基因),ORFⅣ推定编码为G基因(糖蛋白基因),ORFⅤ推定编码为L基因,L基因除了含有RdRp保守结构域外,还含有对mRNA帽子结构的形成所必须的保守GxxTx(n)HR基序。ORFⅡ编码蛋白在NCBI数据库中没有发现同源序列信息,ORFⅢ编码的蛋白与真菌Glarea lozoyensis的锌指结构(C2H2和C2HC)有同源性(相似性46%)。RsRhV1的ORFII和ORFIII分别对应的是弹状病毒科病毒的磷酸化蛋白(Phosphoprotein,P)和基质蛋白(Matrix protein,M)。弹状病毒科病毒的L蛋白序列聚类分析,RsRhV1并未与弹状病毒科病毒的任何成员聚为一簇,而是单独成为分支。RsRhV1病毒粒子直径为20-50nm、长度约800-1000nm的线形病毒粒子,这与子弹状的弹状病毒科病毒粒子形态不同。因此,基于寄主、病毒自身分子特性及其聚类分析,表明RsRhV1是弹状病毒科的新成员且具有其独特性,这是弹状病毒首次在纹枯菌中报道。通过原生质体再生获得XY175菌株的衍生菌株175A1-VF13、175A1-VF15和175A1-VF32。在致病力测定上,含有RsRhV1病毒的175A1-VF15菌株与不含RsRhV1病毒的175A1-VF13和175A1-VF32菌株相比较,175A1-VF15菌株致病力较强,推测RsRhV1病毒存在时,菌株XY175具有强致病力。本研究对采集自湖北省的水稻纹枯病菌中的真菌病毒的多样性进行了分析,并深入研究了三个新的与致病力相关病毒,不仅积累了潜在的控制水稻纹枯病的真菌病毒资源,还对全面认识和理解真菌病毒多样性及病毒进化方面也具有良好的促进作用。