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        從作物病原體到生物納米技術(shù)的關(guān)鍵參與者
        
			
        
				2019-02-11 09:54:59
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        植物病毒是亞顯微寄生蟲，已被研究主要是因為它們在作物植物中引起破壞性疾病。但近年來，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它們不僅僅是壞消息; 它們還與植物及其所承載的微生物形成共生關(guān)系。此外，植物病毒基因組已被設(shè)計用于基因遞送，并且也越來越多地用作生物納米技術(shù)中的納米顆粒。
        

        從作物病原體到生物納米技術(shù)的關(guān)鍵參與者
        

        一系列癥狀
        

        已經(jīng)描述了超過1000 種病毒種類，其感染全世界的栽培植物。它們有能力造成重大流行病和全面的作物損失，這對依賴少數(shù)主要作物獲取糧食安全和收入的發(fā)展中國家尤其具有破壞性。例如，許多非洲國家的木薯花葉病疫情是由幾種Begomoviruses引起的 ，包括非洲木薯花葉病毒。這些由粉虱從植物轉(zhuǎn)移到植物。
        

        病毒通常不會完全破壞作物，但會降低其產(chǎn)量和質(zhì)量。在水果和蔬菜作物中，梅花痘病毒影響石果樹，而番茄發(fā)現(xiàn)枯萎病和番茄黃葉卷曲病毒導(dǎo)致番茄嚴重損失。馬鈴薯病毒Y影響馬鈴薯和許多蔬菜。
        

        更多的良性病毒可以通過插條，根或塊莖繁殖的作物種植材料。這導(dǎo)致后續(xù)生長季節(jié)的退化和產(chǎn)量損失。在馬鈴薯生產(chǎn)系統(tǒng)中，病毒發(fā)病率可能很高，塊莖感染了五種或六種不同的病毒。這種變性降低了產(chǎn)量和質(zhì)量。撒哈拉以南非洲的研究表明，當(dāng)農(nóng)民用健康的種植材料補充其種群時，產(chǎn)量可能增加30-50%。
        

        然而，在過去并非所有病毒癥狀都被認為是壞的。郁金香破壞病毒的癥狀- 花瓣上的破碎顏色 - 可以在17世紀的荷蘭大師畫作中看到。當(dāng)時，產(chǎn)生這種花的燈泡非常珍貴。僅在20世紀才知道這些燈泡被病毒感染。
        

        植物病毒可以通過快速和靈敏的實驗室方法檢測。此外，病毒傳播可以用殺蟲劑來控制，殺蟲劑殺死從植物到植物傳播病毒的昆蟲或線蟲等天然載體。許多類型的昆蟲傳播病毒，包括蚜蟲，薊馬和粉虱 - 它們的種群數(shù)量和地理范圍都在增加，預(yù)計這種效應(yīng)會隨著全球變暖而增加。因此，宿主抗性是控制作物中病毒的最可持續(xù)和有效的方法。
        

        好病毒
        

        最近的研究表明，自然群體中的許多植物都感染了病毒 - 其中許多病毒沒有引起明顯的癥狀，但仍然存在并通過種子傳播給后代。這些神秘的病毒 - 宿主關(guān)聯(lián)的原因尚不清楚。然而，如在哺乳動物或細菌中的其他宿主 - 病毒相互作用中發(fā)生的那樣，一些病毒可以共生關(guān)聯(lián)存在并且具有有益效果。一個很好的例子是對黃石國家公園生長的熱帶恐慌草的研究，土壤溫度可超過50°C。草只能通過與感染病毒的真菌的共生關(guān)系來耐受這些病癥。
        

        一些引起疾病的植物病毒也可以保護其宿主植物免受非生物脅迫，例如寒冷或干旱條件。感染黃瓜馬賽克，雀麥花葉和煙草花葉病毒的植物比未感染的植物更能耐受干旱條件。煙草花葉病毒在1898年首次被認為是一種傳染因子，對它的研究繼續(xù)推動知識的界限，包括生物納米技術(shù)。
        

        植物病毒是天然納米顆粒，并且諸如管狀桿狀煙草花葉病毒和二十面體豇豆花葉病毒的病毒已經(jīng)用于許多應(yīng)用中。通過遺傳操縱病毒基因組并插入編碼其他分子的基因，科學(xué)家們設(shè)法使宿主植物感染病毒產(chǎn)生額外的分子。分子可以表達與病毒顆粒表面融合或表達為游離蛋白質(zhì)。然后我們可以收獲植物的葉子并凈化分子用于疫苗或其他有價值的藥物。
        

        一個新興領(lǐng)域是使用病毒顆粒作為“納米支架”。這里，顆粒表面經(jīng)遺傳或化學(xué)改變，并添加某些化合物，肽和酶。例如，基于煙草花葉病毒的納米結(jié)構(gòu)可以穩(wěn)定晶體管組件中的磁性液體。事實上，未來植物病毒作為材料，植物和生物醫(yī)學(xué)科學(xué)中的組成部分的使用僅受我們想象力的限制。
        
			

			
          
        
			
        
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