ไมคอไวรัส: การประยุกต์ใช้ด้านการเกษตร อุตสาหกรรม และการแพทย์
คำสำคัญ:
ไมคอไวรัส, ความหลากหลาย, การควบคุมโดยชีววิธี, อุตสาหกรรม, ทางการแพทย์บทคัดย่อ
ไมคอไวรัส (mycovirus) คือ ไวรัสที่อาศัยอยู่ในราซึ่งพบในราไฟลัมต่าง ๆ ไมคอไวรัสส่วนใหญ่มีจีโนมชนิดอาร์เอ็นเอ และติดต่อผ่านการรวมสายใยและสร้างสปอร์ ทั้งนี้การศึกษาไมคอไวรัสมีน้อยเมื่อเทียบกับไวรัสในพืชและสัตว์ และพบว่า ราที่ติดไวรัสส่วนใหญ่ไม่แสดงอาการ อย่างไรก็ตามมีการพัฒนาวิธีการคัดแยกและหาลำดับนิวคลีโอไทด์ของอาร์เอ็นเอไวรัส ที่รวดเร็วขึ้น ส่งผลให้จำนวนไมคอไวรัสในฐานข้อมูลเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ ไมคอไวรัสบางชนิดทำให้รามีความรุนแรงในการ ก่อโรคลดลงหรือเพิ่มขึ้น ไมคอไวรัสบางชนิดเพิ่มความสามารถในการแข่งขันและอยู่รอดในธรรมชาติของราเจ้าบ้าน ไมคอไวรัสที่ลดความรุนแรงในการก่อโรคของราที่ก่อโรคในพืชและสัตว์สามารถพัฒนาเป็นจุลินทรีย์ควบคุมทางชีวภาพ ส่วน ไมคอไวรัสที่เพิ่มความรุนแรงในการก่อโรคจะก่อให้เกิดผลเสียทางการเกษตรและการรักษาโรคติดเชื้อรา คิลเลอร์ทอกซิน สร้างโดยไมคอไวรัสในยีสต์ใช้ป้องกันการปนเปื้อนจากยีสต์ที่ไม่ต้องการในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์ ราที่ถูกจัดอนุกรมวิธานแล้วมีประมาณ 120,000 สปีชีส์แต่มีการค้นพบไมคอไวรัสประมาณ 300 สปีชีส์ ประเทศไทยมีความ หลากหลายทางชีวภาพของราสูง แต่การศึกษาไมคอไวรัสในประเทศไทยมีน้อยมาก ในบทความนี้จะกล่าวถึงความหลากหลาย ของไมคอไวรัส วิธีการคัดแยก และระบุชนิดและการใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ
References
Revill PA, Wright PJ. RT-PCR detection of dsRNAs associated with La France disease of the cultivated mushroom Agaricus bisporus (Lange) Imbach. J Virol Methods 1997;63(1- 2):17-26.
Nuss DL. Biological control of chestnut blight: an example of virus-mediated attenuation of fungal pathogenesis. Microbiol Rev 1992;56(4):561-76.
Ghabrial SA. Origin, adaptation and evolutionary pathways of fungal viruses. Virus Genes 1998;16(1):119-31.
Wickner RB. Killer systems in Saccharomyces cerevisiae: three distinct modes of exclusion of M2 double-stranded RNA by three species of double-stranded RNA, M1, L-A-E, and L-A-HN. Mol Cell Biol 1983;3(4):654-61.
Yu X, Li B, Fu Y, Jiang D, Ghabrial SA, Li G, et al. A geminivirus-related DNA mycovirus that confers hypovirulence to a plant pathogenic fungus. Proc Natl Acad Sci USA 2010;107 (18):8387-92.
Cai G, Myers K, Fry WE, Hillman BI. Phytophthora infestans RNA virus 2, a novel RNA virus from Phytophthora infestans, does not belong to any known virus group. Arch Virol 2019;164 (2):567-72.
McCurrach KJ, Rothnie HM, Hardman N, Glover LA. Identification of a second retrotransposon-related element in the genome of Physarum polycephalum. Curr Genet 1990;17(5):403-8.
King AMQ, Lefkowitz EJ, Mushegian AR, Adams MJ, Dutilh BE, Gorbalenya AE, et al. Changes to taxonomy and the international code of virus classification and nomenclature ratified by the International Committee on Taxonomy of Viruses (2018). Arch Virol 2018;163(9):2601- 31.
Donaire L, Pagan I, Ayllon MA. Characterization of Botrytis cinerea negative-stranded RNA virus 1, a new mycovirus related to plant viruses, and a reconstruction of host pattern evolution in negative-sense ssRNA viruses. Virology 2016;499:212-8.
Jom-in S, Akarapisan A. Characterization of double-stranded RNA in Trichoderma spp. isolates in Chiang Mai province. J Agr Technol 2009;5(2):261-70.
บุณยฤทธิ์ จันทวิมล. อาร์เอ็นเอสายคู่ใน Trichoderma sp. สายพันธุ์ที่แยกได้ในประเทศไทย. วิทยานิพนธ์ ปริญญาวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาชีววิทยา, บัณฑิตวิทยาลัย จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. กรุงเทพฯ; 2554.
Voth PD, Mairura L, Lockhart BE, May G. Phylogeography of Ustilago maydis virus H1 in the USA and Mexico. J Gen Virol 2006;87(Pt 11):3433-41.
van Diepeningen AD, Debets AJ, Hoekstra RF. Dynamics of dsRNA mycoviruses in black Aspergillus populations. Fungal Genet Biol 2006;43(6):446-52.
Hansen LJ, Sandmeyer SB. Characterization of a transpositionally active Ty3 element and identification of the Ty3 integrase protein. J Virol 1990;64(6):2599-607.
Morris TJ, Dodds JA. Isolation and analysis of double-stranded RNA from virus infected plant and fungal tissue. Phytopathology 1979;69: 854-8.
Alves-Freitas DMT, Pinheiro-Lima B, Faria JC, Lacorte C, Ribeiro SG, Melo FL. Double-stranded RNA high-throughput sequencing reveals a new cytorhabdovirus in a bean golden mosaic virus-resistant common bean transgenic line. Viruses 2019;11(1):pii:E90.
Okada R, Kiyota E, Moriyama H, Fukuhara T, Natsuaki T. A simple and rapid method to purify viral dsRNA from plant and fungal tissue. J Gen Plant Pathol 2015;81(2):103-7.
Edy VG, Szekely M, Loviny T, Dreyer C. Action of nucleases on double-stranded RNA. Eur J Biochem 1976;61(2):563-72.
Tran TT, Li H, Nguyen DQ, Jones MGK, Wylie SJ. Co-infection with three mycoviruses stimulates growth of a Monilinia fructicola isolate on nutrient medium, but does not induce hypervirulence in a natural host. Viruses 2019;11(1):pii:E89.
Rodriguez-Cousino N, Maqueda M, Ambrona J, Zamora E, Esteban R, Ramirez M. A new wine Saccharomyces cerevisiae killer toxin (Klus), encoded by a double-stranded RNA virus, with broad antifungal activity is evolutionarily related to a chromosomal host gene. Appl Environ Microbiol 2011;77(5):1822- 32.
te Velthuis AJ. Common and unique features of viral RNA-dependent polymerases. Cell Mol Life Sci 2014;71(22):4403-20.
Luque D, Gomez-Blanco J, Garriga D, Brilot AF, Gonzalez JM, Havens WM, et al. Cryo-EM near-atomic structure of a dsRNA fungal virus shows ancient structural motifs preserved in the dsRNA viral lineage. Proc Natl Acad Sci USA 2014;111(21):7641-6.
Froussard P. A random-PCR method (rPCR) to construct whole cDNA library from low amounts of RNA. Nucleic Acids Res 1992;20(11):2900.
Coutts RH, Livieratos IC. Nucleotide sequence and genome organization of cucurbit yellow stunting disorder virus RNA1. Arch Virol 2003;148(10):2055-62.
Kotta-Loizou I, Coutts RH. Studies on the Virome of the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana reveal novel dsRNA elements and mild hypervirulence. PLoS Pathog 2017;13(1):e1006183.
Liu S, Xie J, Cheng J, Li B, Chen T, Fu Y, et al. Fungal DNA virus infects a mycophagous insect and utilizes it as a transmission vector. Proc Natl Acad Sci USA 2016;113(45):12803-8.
Suzuki N, Supyani S, Maruyama K, Hillman BI. Complete genome sequence of Mycoreovirus-1/ Cp9B21, a member of a novel genus within the family Reoviridae, isolated from the chestnut blight fungus Cryphonectria parasitica. J Gen Virol 2004;85(Pt 11):3437-48.
Polashock JJ, Hillman BI. A small mitochondrial double-stranded (ds) RNA element associated with a hypovirulent strain of the chestnut blight fungus and ancestrally related to yeast cytoplasmic T and W dsRNAs. Proc Natl Acad Sci USA 1994;91(18):8680-4.
Nibert ML, Ghabrial SA, Maiss E, Lesker T, Vainio EJ, Jiang D, et al. Taxonomic reorganization of family Partitiviridae and other recent progress in partitivirus research. Virus Res 2014;188:128- 41.
Howitt RL, Beever RE, Pearson MN, Forster RL. Genome characterization of a flexuous rod-shaped mycovirus, Botrytis virus X, reveals high amino acid identity to genes from plant ‘potex-like’ viruses. Arch Virol 2006;151(3):563- 79.
Nerva L, Varese GC, Falk BW, Turina M. Mycoviruses of an endophytic fungus can replicate in plant cells: evolutionary implications. Sci Rep 2017;7(1):1908.
Andika IB, Wei S, Cao C, Salaipeth L, Kondo H, Sun L. Phytopathogenic fungus hosts a plant virus: a naturally occurring cross-kingdom viral infection. Proc Natl Acad Sci USA 2017;114 (46):12267-72.
Stauder CM, Nuss DL, Zhang DX, Double ML, MacDonald WL, Metheny AM, et al. Enhanced hypovirus transmission by engineered super donor strains of the chestnut blight fungus, Cryphonectria parasitica, into a natural population of strains exhibiting diverse vegetative compatibility genotypes. Virology 2019;528:1-6.
Yu X, Li B, Fu Y, Xie J, Cheng J, Ghabrial SA, et al. Extracellular transmission of a DNA mycovirus and its use as a natural fungicide. Proc Natl Acad Sci USA 2013;110(4):1452-7.
Marquez LM, Redman RS, Rodriguez RJ, Roossinck MJ. A virus in a fungus in a plant: three-way symbiosis required for thermal tolerance. Science 2007;315(5811):513-5.
Ahn IP, Lee YH. A viral double-stranded RNA up regulates the fungal virulence of Nectria radicicola. Mol Plant Microbe Interact 2001;14(4):496-507.
Schmitt MJ, Schernikau G. Construction of a cDNA-based K-1/K-2/K-28 triple killer strain of Saccharomyces cerevisiae. Food Technol Biotech 1997;35(4):281-5.
Rodriguez-Cousino N, Gomez P, Esteban R. Variation and distribution of L-A helper totiviruses in Saccharomyces sensu stricto yeasts producing different killer toxins. Toxins 2017;9(10).
Radler F, Herzberger S, Schonig I, Schwarz P. Investigation of a killer strain of Zygosaccharomyces bailii. J Gen Microbiol 1993;139(3):495-500.
de Sa PB, Li H, Havens WM, Farman ML, Ghabrial SA. Overexpression of the victoriocin gene in Helminthosporium ( Cochliobolus) victoriae enhances the antifungal activity of culture filtrates. Phytopathology 2010;100(9): 890-6.
Schmitt MJ, Breinig F. The viral killer system in yeast: from molecular biology to application. FEMS Microbiol Rev 2002;26(3):257-76.
Jiang D, Ghabrial SA. Molecular characterization of Penicillium chrysogenum virus: reconsideration of the taxonomy of the genus Chrysovirus. J Gen Virol 2004;85(Pt 7):2111-21.
Cafora M, Deflorian G, Forti F, Ferrari L, Binelli G, Briani F, et al. Phage therapy against Pseudomonas aeruginosa infections in a cystic fibrosis zebrafish model. Sci Rep 2019;9(1):1527.
Krupovic M, Ghabrial SA, Jiang D, Varsani A. Genomoviridae: a new family of widespread single-stranded DNA viruses. Arch Virol 2016;161(9):2633-43.
Chen WB, Han YF, Jong SC, Chang SC. Isolation, purification, and characterization of a killer protein from Schwanniomyces occidentalis. Appl Environ Microbiol 2000;66(12):5348-52.
Lau SKP, Lo GCS, Chow FWN, Fan RYY, Cai JJ, Yuen KY, et al. Novel partitivirus enhances virulence of and causes aberrant gene expression in Talaromyces marneffei. MBio 2018;9(3).
Vanittanakom N, Cooper CR, Jr., Fisher MC, Sirisanthana T. Penicillium marneffei infection and recent advances in the epidemiology and molecular biology aspects. Clin Microbiol Rev 2006;19(1):95-110.
Hawksworth DL, Lucking R. Fungal diversity revisited: 2.2 to 3.8 million species. Microbiol Spectr 2017;5(4).
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
บทความทุกบทความที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยหัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ
