Page 6 - 《广西植物》2025年第10期
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１ ７ ３ ６ 广 西 植 物 ４５ 卷
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｖｉｒｕｓ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎｓ ｐｌａｎｔｓ ｌｅａｄ ｔｏ ａｂｎｏｒｍａｌ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｏｆ ｐｉｇｍｅｎｔｓ ｉｎ ｌｅａｖｅｓꎬ ｆｌｏｗｅｒｓ ａｎｄ ｆｒｕｉｔｓ. Ｆｏｒ ｉｎｓｔａｎｃｅꎬ
ｔｏｍａｔｏ ｓｐｏｔｔｅｄ ｗｉｌｔ ｖｉｒｕｓ (ＴＳＷＶ) ｉｎｆｅｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｃａｕｓｅ ｐｕｒｐｌｅ ｖｅｉｎｓ ｉｎ ｔｏｍａｔｏ ｌｅａｖｅｓꎬ ｂｕｔ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｒｕｓ ｏｎ
ｔｈｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｍｅｔａｂｌｉｓｍ ｏｆ ｈｏｓｔ ｐｌａｎｔｓ ｒｅｍａｉｎｓ ｕｎｃｌｅａｒ. Ｔｈｅ ｐｕｒｐｌｅ￣ｖｅｉｎｅｄ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ Ｓｏｌａｎｕｍ ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ ‘ｓｔｒａｗｂｅｒｒｙ
ｔｏｍａｔｏ’ ｐｌａｎｔｓ ｉｎｆｅｃｔｅｄ ｗｉｔｈ ＴＳＷＶ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｉｓｅａｓｅ ｓｅｖｅｒｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ. Ｗｅ ａｎａｌｙｚｅｄ
ｌｅｓｉｏｎｓ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬ ａｎｄ ｐｌａｓｔｉｄ ｐｉｇｍｅｎｔ ｓｕｂｓｔａｎｃｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｐｕｒｐｌｅ￣ｖｅｉｎｅｄ ｔｏｍａｔｏ ｌｅａｖｅｓ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎ ＴＳＷＶ￣ｉｎｆｅｃｔｅｄ ｔｏｍａｔｏ ｐｕｒｐｌｅ￣ｖｅｉｎｅｄ ｌｅａｖｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙꎬ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ａｎｄ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｐｌａｓｔｏｇｌｏｂｕｌｅｓ
ｉｎｃｒｅａｓｅｄꎬ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｇｒａｎａ ｄｅｃｒｅａｓｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ａ ａｎｄ ｂꎬ ａｎｄ ｔｏｔａｌ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ａｌｓｏ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄ. (２) Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｎｅｇａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｐｌａｓｔｏｇｌｏｂｕｌｅｓ ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ
ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｇｒａｎａ. (３) Ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｇｅｎｅｓ ｅｎｃｏｄｉｎｇ ｅｎｚｙｍｅｓ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈｗａｙ (ＺＥＰꎬ ＰＤＳꎬ ａｎｄ ＬＣＹＥꎬ ｅｔｃ.) ａｎｄ ｔｈｅ ｐｉｇｍｅｎｔ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｆａｃｔｏｒｓ ＡＰ２ａꎬ ＭＹＢ１２ ａｎｄ
ＰＩＦ１ａ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ. (４) Ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｎ ｇｅｎｅ ｃｏｐｙ ｃａｕｓｅｄ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄ ｐｉｇｍｅｎｔ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎａｂｏｌｉｓｍ ｉｎ ＴＳＷＶ￣ｉｎｆｅｃｔｅｄ ｔｏｍａｔｏ ｌｅａｖｅｓꎬ ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙꎬ ｉｔ ｌｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ａｐｐｅａｒａｎｃｅ ｏｆ ｐｕｒｐｌｅ ｖｅｉｎｓ
ｏｎ ｔｈｅ ｌｅａｖｅｓ. Ａｂｏｖｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｃｏｌｏｒ ｓｙｍｐｔｏｍ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ
ＴＳＷＶ ｉｎｆｅｃｔｓ ｈｏｓｔ ｐｌａｎｔｓ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｉｓ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｃｈａｎｇｅｓ ａｎｄ
ｐｉｇｍｅｎｔ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ｉｎ ｔｏｍａｔｏ ｐｕｒｐｌｅ￣ｖｅｉｎｅｄ ｌｅａｖｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ＴＳＷＶ ｉｎｆｅｃｔｉｏｎꎬ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｉｎ ｐｉｇｍｅｎｔ
ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｍａｙ ｂｅ ｎｅｗ ｔａｒｇｅｔｓ ｏｆ ＴＳＷＶ ｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓꎬ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＴＳＷＶ￣ｒｅｓｉｓｔａｎｔ
ｔｏｍａｔｏ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔａｒｇｅｔｅｄ ｇｅｎｅ ｅｄｉｔｉｎｇ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｔｏｍａｔｏ ｓｐｏｔｔｅｄ ｗｉｌｔ ｖｉｒｕｓ ( ＴＳＷＶ )ꎬ ｔｏｍａｔｏꎬ ｐｕｒｐｌｅ￣ｖｅｉｎｅｄ ｌｅａｖｅｓꎬ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔꎬ ｐｉｇｍｅｎｔꎬ
ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄꎬ ｐｌａｓｔｏｇｌｏｂｕｌｅ
病毒侵染引起寄主植物在激素水平和色素水 病毒基因组片段(小、中、大) 组成ꎬ编码 ５ 种蛋白ꎬ
平上的响应ꎬ使寄主叶片和果实出现多种病变特 即核衣壳蛋白( Ｎ)、两个糖蛋白( Ｇｎ / Ｇｃ)、复制和
征ꎬ如叶片卷缩、黄化、环斑、紫脉及果实颜色病变 转录病毒基因组 ＲＮＡ 依赖的 ＲＮＡ 聚合酶(ＲｄＲｐ)
等ꎮ 有关病毒侵染后寄主植株激素水平的响应变 及运动相关非结构蛋白( ＮＳｍ)ꎮ ＴＳＷＶ 侵染番茄
化已有报道ꎬ如水杨酸( ｓａｌｉｃｙｌｉｃ ａｃｉｄꎬＳＡ) 是番茄 后早期症状表现为叶脉发紫ꎬ中期表现为紫脉和
植株 对 番 茄 斑 萎 病 毒 ( ｔｏｍａｔｏ ｓｐｏｔｔｅｄ ｗｉｌｔ ｖｉｒｕｓꎬ 紫叶、顶叶萎蔫ꎬ后期表现为植株萎蔫、枯死ꎬ果实
ＴＳＷＶ)基本抗性的重要组成部分ꎬ番茄植株抵御 黄化、白化或绿色僵果ꎬ推测 ＴＳＷＶ 侵染番茄后叶
ＴＳＷＶ 侵 染 依 赖 ＳＡ 途 径 ( Ｌóｐｅｚ￣Ｇｒｅｓａ ｅｔ ａｌ.ꎬ 片及果实的颜色病变与植株色素合成代谢有关ꎮ
２０１６)ꎻ 南 方 水 稻 黑 条 矮 缩 病 毒 ( ｓｏｕｔｈｅｒｎ ｒｉｃｅ 番茄是重要的蔬菜和水果ꎬ含有丰富的类胡萝卜
ｂｌａｃｋ￣ｓｔｒｅａｋｅｄ ｄｗａｒｆ ｖｉｒｕｓꎬＳＲＢＳＤＶ) 的 ＳＰ８ 蛋白能 素、黄酮类化合物和维生素ꎬ这些化合物不仅参与
与茉莉酸(ｊａｓｍｏｎｉｃ ａｃｉｄꎬＪＡ) 信号途径的关键成分 植株叶片和果实颜色的变化ꎬ而且还参与植株的
中间蛋白 ２５( ＭＥＤ２５) 互作减弱 ＪＡ 途径ꎬ从而促 抗生物胁迫或非生物胁迫ꎮ 目前ꎬ关于病毒侵染
进病毒侵染( Ｚｈａｏ ＆ Ｌｉꎬ ２０２１)ꎬ而有关病毒侵染 后对番茄叶片质体色素代谢及调控影响的研究尚
后寄主植株色素合成代谢水平的变化和响应机制 未见报道ꎮ
还未明 确ꎮ 番 茄 斑 萎 病 毒 属 于 布 尼 亚 病 毒 目 质体是植物细胞中关键的多功能代谢工厂且
(Ｂｕｎｙａｖｉｒａｌｅｓ)番茄斑萎病毒科( Ｔｏｓｐｏｖｉｒｉｄａｅ) 正番 具有半自主性ꎬ其内部精细的超微结构对质体的
茄斑萎病毒属( Ｏｒｔｈｏｔｏｓｐｏｖｉｒｕｓ) 病毒ꎬ在全球范围 形成和功能具有重要意义( Ｓａｔｏꎬ ２００６)ꎮ 植物细
内广泛分布ꎬ侵染为害 ８４ 科 １ ０９０ 多种植物ꎬ被列 胞中的质体通常分为叶绿体( 光合作用)、有色体
为全球十大植物病毒之一(Ｓｃｈｏｌｔｈｏｆ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１)ꎮ (色素的合成和储存) 和白色体ꎬ它们之间可以相
ＴＳＷＶ 是全球番茄的重要病毒病原ꎬ近年来已在我 互转化ꎮ 质体叶绿体作为光合作用的细胞器ꎬ内
国 ２０ 多个省(区、市) 快速发生蔓延ꎬ在感病番茄 部结构的研究最为深入ꎮ 在所有高等植物中都发
品种上引起毁灭性损失ꎮ ＴＳＷＶ 的基因组由 ３ 个 现了呈椭圆形或双凸形的叶绿体ꎬ在叶绿体内部
