真菌病毒

title: 研究历史.
content: 对真菌病毒的研究最早可追溯至1948年,美国宾州一处由拉弗朗斯兄弟(La France brothers)经营的洋菇农场中,洋菇产量因不明原因而下降,不久在欧洲、日本与澳洲等处的洋菇农场也有类似疫病发生,时人把此疫病称为「拉弗朗斯病」(La France disease),其症状包括产量下降、菌丝生长变慢、组织浸水、子实体变形等,且收成以后保存期限也较正常洋菇的短。1962年,Hollings检查了被感染洋菇的子实体,发现其上至少有三种不同的病毒颗粒,这篇报导是病毒感染真菌的首次纪录,被认为是真菌病毒学的起源。  在真菌病毒学的研究中,可以感染栗疫病菌的CHV1病毒("Cryphonectria parasitica hypovirus 1")相当重要,这种病毒作为生物防治剂,在欧洲已能有效控制栗疫病的疫情,且此病毒本身也是此领域研究中重要的模式生物。不过美洲与亚洲栗疫病菌的基因多样性较大,有些菌株对CHV1病毒具有抗性,而使这些地区以CHV1病毒进行生物防治的效果有限。2016年已有用基因工程改造的CHV1病毒被制造出来,能感染多数栗疫病菌的菌株,可望在栗疫病病情的控制得到更大成效。
title: 传播.
content: 目前尚不清楚真菌病毒在宿主细胞内的移动是主动或被动的过程,但一般认为它是随细胞内的原生质流流动,可以随之流到新生成的菌丝中 。许多研究观察到真菌病毒的颗粒在隔膜 (细胞)孔(septal pores)的附近出现,这些颗粒有可能可以随着原生质流穿透隔膜孔而在细胞间移动,不受伏鲁宁体的阻挡。  真菌病毒与其他病毒基因组最大的差别,便是它们缺乏编码用以在细胞间移动的蛋白之基因,真菌病毒可能只在原生质内移动,只有在宿主细胞分裂或行菌丝融合时才被动地转移到其他细胞中。真菌病毒可以在宿主的有性孢子、无性孢子、甚至菌核中出现,其中以无性孢子传播的效率较以有性孢子的为高。大部分真菌病毒可能缺乏从外界进入真菌细胞的感染机制。有研究显示感染栗疫病菌属、核盘菌属与荷兰榆树病属的真菌病毒可以在同属的不同种真菌间传播,也有研究将镰孢菌属与曲霉属的真菌各自处理成原生质体后一起培养,发现真菌病毒可以从前者传播到后者中,显示自然界中真菌病毒也有可能在不同属的真菌间传播,惟具体机制仍不明。有些从真菌病毒衍生,而本身没有传播能力的类病毒物质可能会随真菌病毒一起传播,有研究发生感染灰葡萄孢菌的粒线体病毒BcMV1(Botrytiscinereamitovirus 1),可能在基因复制时发生序列删除,而产生序列不完整,不能正常编码RNA复制酶的病毒株BcMV1-S,当BcMV1借由菌丝融合传播时,BcMV1-S亦可随之传播到新的菌丝中。另外,有些植物病毒也可以进入真菌细胞内,不过它们不能在真菌细胞内复制,而是单纯利用真菌作为载体以感染植物。
title: 对宿主的影响.
content: 大多数真菌病毒的感染不会对真菌宿主造成任何影响,不过这方面的研究受到许多限制,一来不同研究常使用不同的检验方法判定感染程度,造成实验结果解读的不同,二来有时一株真菌会被多于一种病毒感染,使研究者难以判断对宿主的影响是哪一种病毒所致。许多真菌病毒与宿主和平共存,而不对宿主造成负面影响,可能是两者长期共演化的结果,不过在某些情况中,外界环境因子或真菌自身生长状况的变动,破坏两者交互作用的平衡,可能导致原本没有迹象的感染出现症状。目前尚未知为何某些真菌病毒会影响宿主,某些则完全没有症状,前者感染植物病源真菌时,可以用作生物防治剂,以病毒感染真菌以抑制病原真菌的生长,感染栗疫病菌的CHV1病毒即是一例,不过有些真菌病毒会感染农业栽培的蕈菇,造成经济损失,例如感染洋菇、造成拉弗朗斯病的病毒,以及感染平菇的平菇球形病毒(Oyster mushroom spherical virus)与平菇等轴病毒(Oyster mushroom isometric virus)。真菌病毒可能对宿主造成的症状包括降低其生长速度、降低其产生的孢子数量、降低其感染其他生物的能力(可能经由影响宿主多条代谢路径造成)、与降低其孢子萌发的能力等。有些真菌在受到病毒感染时,会启动RNA干扰以抑制病毒,而病毒也可能制造抑制RNA干扰的物质加以反制。  有时真菌病毒会给宿主带来正面影响,例如在嗜杀酵母中,其胞内的真菌病毒可以编码一种溶解细胞膜的毒素,此毒素可杀死其周围未被病毒感染的其他酵母,而被感染的酵母本身则对此毒素免疫,嗜杀酵母在医疗、食品工业与农业上皆有应用价值。也有研究发现黄石公园中,生长于禾本科植物多绵二型花组织中的内生真菌管突弯孢霉被真菌病毒CThTV感染时,其本身与植物对高温的抗性皆会提高,若移除此病毒,真菌与植物皆会失去在摄氏65度高温生长的能力。
title: 起源与演化.
content: RNA病毒被认为是相当古老的病毒,可能是RNA世界的遗迹之一。而对于真菌病毒的起源,主要有「古老共演化起源」(ancient co-evolution hypothesis)与「植物病毒起源」(plant virus hypothesis)两种假说,前者认为真菌病毒的起源非常古老,可能在真核生物演化分支的早期就与宿主真菌建立了关系,两者并进行了长期的共演化,造成真菌病毒很高的多样性,后者则认为真菌病毒是近期从植物病毒演化而来的,意即原本感染植物的病毒演化出感染植物病原真菌的能力,进而转为真菌病毒,同时真菌病毒也可能改以植物为宿主而演化成植物病毒,支持此假说的重要证据是许多真菌病毒与某些植物病毒的亲缘关系,比与其他真菌病毒的关系还接近,例如CHV1病毒即与感染植物的马铃薯Y病毒关系接近。
title: 专一性.
content: 真菌病毒在真菌中相当普遍,在传统上真菌的四大类群:壶菌、接合菌、子囊菌与担子菌中皆有发现,且一株真菌可以同时为两种以上的真菌病毒所感染。一般认为一种真菌病毒在自然界中的宿主,大多局限于一或数种亲缘关系相当接近、可以进行胞质融合的真菌,但也有部分真菌病毒可以感染亲缘关系较远的数种真菌,并顺利在其胞内复制,例如有些粒线体病毒可以感染币斑病菌与荷兰榆树病菌 。另外,透过体外克隆的技术,可以使感染栗疫病菌的CHV1病毒感染其他亲缘接近的真菌。亦有研究显示CHV1病毒可以感染"Endothia"与黑腐皮壳菌属等不同属的真菌,并在其胞内增殖。2017年,有研究将从海生真菌中分离的真菌病毒克隆到植物细胞中,发现植物细胞中病毒的含量随时间增加,显示真菌病毒可能有感染植物的能力,也为真菌病毒的植物起源假说提供了新证据。
title: 分类.
content: 多数真菌病毒都属于双股RNA病毒,但也有约三成属于正义单链RNA病毒,另外有一种反义单链RNA病毒,也有一种单股DNA病毒被发现可以感染核盘菌。国际病毒分类委员会第九版的报告中,列出了超过90种真菌病毒,分属10个科别,其中有约两成的病毒因序列资料不足而地位未定,尚未决定科或属的归属。多数真菌病毒的外形呈等轴形(isometric)。

Summary: 真菌病毒(英语:Mycovirus, Mycophage)泛指可以感染真菌的病毒。多数真菌病毒都属于双股RNA病毒,但也有约三成属于正义单链RNA病毒。真菌病毒必须具备感染健康真菌的能力,许多真菌细胞内类似病毒的物质并无感染能力,故只能称为类病毒颗粒,并非真正的真菌病毒。大多数真菌病毒的感染都没有任何症状,它们可能在长期共演化之下,演化出对宿主无害、甚至对宿主有益的共生机制,例如嗜杀酵母细胞内的双股RNA病毒可编码毒素,帮助其宿主毒杀周围的其他酵母菌,不过仍有少数真菌病毒的感染会严重影响真菌的生长,并降低部分植物病原真菌感染植物的能力。真菌病毒学(英语:Mycovirology)是病毒学中一个相对较新的分支领域,其研究范围包括真菌病毒的分类、起源、演化、宿主种类、传播机制与对宿主的影响等。

Mycovirus: Mycoviruses (Ancient Greek: μύκης'("fungus") + Latin '), also known as mycophages, are viruses that infect fungi. The majority of mycoviruses have double-stranded RNA (dsRNA) genomes and isometric particles, but approximately 30% have positive-sense, single-stranded RNA (+ssRNA) genomes.