水稻条纹花叶病毒在介体电光叶蝉体内的侵染机制

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianfong
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水稻条纹花叶病毒(Rice stripe mosaic virus,RSMV)属于弹状病毒科(Rhabdoviridae)胞质型弹状病毒属(Cytorhabdovirus)的一个新种,由半翅目的电光叶蝉(Recilia dorsalis)以持久增殖型方式传播,不经卵传播。持久增殖型病毒均需在介体昆虫体内增殖扩散并突破介体昆虫体内的多重屏障才能有效传播。然而,由于RSMV是新报道的病毒,目前尚无关于RSMV与介体昆虫互作以及在介体昆虫体内增殖和扩散方面的研究报道。为此,本研究通过免疫荧光标记和透射电子显微镜技术较为系统地分析了 RSMV在电光叶蝉培养细胞和虫体内的侵染。首先,本论文通过免疫荧光标记技术明确了 RSMV的三个结构蛋白 Nucleoprotein(N)、Phosphoprotein(P)和 Matrix protein(M)在介体电光叶蝉培养细胞内的定位,蛋白N、P和M均定位于细胞质,细胞核内无分布。在细胞质内N和P可共定位形成颗粒状内含体,M主要以颗粒状围绕在P周围。免疫电镜发现,结构蛋白N的胶体金颗粒可以特异性标记在病毒粒体和内含体上,因此推测蛋白N和P形成的内含体结构即为病毒原质,且N和P蛋白为RSMV的病毒原质组分。常规电镜观察,发现RSMV首先会以胞吞的方式侵入介体电光叶蝉培养细胞,随后病毒粒体在细胞质内复制、装配、聚集,且主要以囊泡包裹的形式聚集,部分病毒粒体会分布在胞质膜上。随后,RSMV以出芽方式释放到细胞外,并聚集在细胞膜和细胞间隙处,随着病毒粒体在细胞间隙的运动,再次以胞吞方式侵入临近的新的健康介体细胞。其次,利用免疫荧光标记技术,研究了 RSMV在介体电光叶蝉体内侵染路径,发现RSMV随介体取食进入介体电光叶蝉消化道后,最先在滤室建立初侵染点,随后向滤室表面的肌肉层扩散,通过由滤室延伸出的肌肉悬带直接快速扩散至唾液腺。同时,RSMV从滤室向消化道其它组织、血淋巴和中枢神经系统扩散。为了系统地从微观层面观察RSMV侵染介体电光叶蝉的特点,本研究制作电光叶蝉消化系统(唾液腺、肠道)和中枢神经系统的常规电镜样品,通过超薄切片观察,发现RSMV侵染介体电光叶蝉消化系统时,病毒粒体倾向于侵染不同组织的表层,如滤室与前中肠之间的细胞间隙、肌肉悬带外层纤维结构、食道和唾液腺的肌肉层以及腺泡细胞膜。同时,RSMV在介体电光叶蝉体内的侵染具亲神经性,RSMV倾向于侵染中肠内神经结构、消化道肌肉层、肌肉悬带和中枢神经系统。RSMV在侵染介体电光叶蝉中枢神经系统时,主要分布在中枢神经系统外层的神经纤维丝、神经围膜、胶质细胞和轴突外“髓鞘”,在中枢神经系统的轴突内并未发现病毒粒体分布。表明RSMV在介体电光叶蝉中枢神经系统胶质层细胞内复制增殖后,直接经与脑部其它组织相连接的神经节扩散。RSMV侵染介体电光叶蝉消化系统和中枢神经系统各组织时,病毒粒体的形态存在一定的差异。如在中肠上皮细胞、唾液腺细胞质和中枢神经系统胶质细胞质内病毒粒体均为无包膜杆状。而在肌肉层、肌肉悬带、细胞质膜和胶质细胞螺旋形成“髓鞘”上,RSMV均为有包膜杆状病毒粒体。由此推测RSMV在细胞内增殖时均为无包膜,而在扩散过程中均为有包膜。综合以上研究,本论文初步明确了 RSMV在介体电光叶蝉体内的侵染路径,阐明了 RSMV在介体电光叶蝉消化系统和中枢神经系统的侵染特点和扩散方式,为进一步研究RSMV的传播机制奠定了基础。
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