细胞,基因& Molecules

甜菜在其基因组中击败隐藏的病毒

甜菜 (Beta寻常) 贡献全球生产的14-20%的生蔗糖,而剩余的糖生产主要来自 甘蔗。虽然甘蔗是世界上的“最早的作物”,但甜菜需要 水比甘蔗减少五倍。甜菜从野外相对驯化, bet Maritime. 含有约8,500公元前8,500公元前8,500公元前8,500年,用于其糖含量的糖分特性。 

内源性癌病毒病毒(EPRV)被称为 “植物基因组的两面旅行者”。它们是双链DNA病毒,其不需要集成到宿主基因组中以进行倍增。相比之下,大多数植物病毒具有单链RNA基因组(很像 SARS-CoV-2)。植物EPRV属于Caulimoviridae的家庭 这可能在德文郡时代(320 mya)中出现并含有几种常见病毒(例如,花椰菜马赛克病毒,大丽花共同的马赛克病毒,香蕉条纹病毒,稻屯丘陵病毒)。几乎 每种血管植物和更原始的分类群 (俱乐部,蕨类植物和裸子植物)基因组含有这种病毒的片段。 EPRV可以在植物内沉默,导致病毒感染或提供其具有病毒性的宿主。有关其运作有许多问题,但科学家可以在植物基因组中使用EPRV的片段作为过去病毒序列和入侵事件的基因组化石记录。

在最新的研究中, 尼古拉施密特 来自TechnischeUniversität德累斯顿,莱斯特大学和华南植物园的同事,希望 测试糖甜菜的基因组,埋藏,拆卸和灭活的eprvs.

甜菜 (Beta寻常)。来源: 帆布

施密特和同事首先需要识别特定于甜菜的EPRV(BeetePrvs)并估计它们对甜菜的基因组有多大贡献。它们从属于八属的公共可用的EPRV序列编制,属于含有Caulimoviridae的八个属于两个基因组区域(运动蛋白质和逆转录酶),并在最近构建的甜菜基因组组件中搜索它们。

其次,研究人员调查了BeetePrvs是否在另一个公开的数据库中转录,并寻找宿主沉默的潜在表观遗传基因。 

第三,甜菜和七种密切相关的植物物种(例如, B. Maritima, 菠菜和奎奴亚藜)在温室中生长,以进一步分析。研究人员在八种植物的DNA中寻找一组BeetePRV,然后将BeetePrv特异性探针杂交给甜菜18染色体,并用荧光显微镜观察。

Caulimoviridae.的系统发育树将三个Beeteprv群中的植物中的三个群体留在植物中。原位杂交(鱼类)的荧光显示出BeetePrv3在所有甜菜染色体上存在(属于两个遗传区域,RT和MP的彩色斑点)。

施密特和同事发现BeetePrvs占大约0.3%的 B. vulgaris. 基于两个基因组区域的基因组。 119 BeetePRV的系统发育分析鉴定了三种不同的遗传基因(BeetePrv1,BeetePrv2和BeetePrv3)。虽然这些团体在其结构中不同,但它们都属于弗洛登病毒。 

团体BeetePrv3被发现 B. vulgaris. 基因组和相关 bet 物种,但不是在其他密切相关的物种(藜麦,菠菜)。 

“[t] oomether,这可能指向在分开部分后的初始beeteprv3集成到甜菜基因组中 Corollinae / Nanae.bet 约。 13.4至720万年前,在该科的形态之前 bet“,施密特和同事写道。

植物如何防止病毒在宿主中导致疾病似乎令人烦恼。更接近的实验研究表明,甜菜使用一些方法。该团队发现小RNA参与了宿主植物的贝特普尔的表观遗传沉默。 

“他的甜菜甜菜寄存器雇用了三种策略来关闭BeetePrv副本,”写作作者“,因此预防re-creast:异形墓,表观遗传和结构拆卸。结果,甜菜中的EPRV提供了宿主基因组中植物病毒的完全同化和灭活的例子。“

本研究讲述了在今天的基因组中如何在其基因组中“管理”植物病毒片段的复杂故事,使用公开的数据和实验室实验。这 手稿 是致力于 托马斯施密特教授于2019年去世。 

“贝德普尔斯的鉴定一直在托马斯,他的小组和他的合作者长期以来,约会20年。许多人帮助我们达到了这一点,我们感谢他们的初步工作,“施密特和同事们在致谢。 

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