[林納生] 植物病毒衛星核酸在繁衍與傳播間取得演化平衡
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植物病毒衛星核酸(satellite RNA)為分子級別的寄生物，其基本的生物功能如複製(replication)與病毒顆粒包被(encapsidation)等，都需要依賴不具有基因同源性但有專一性的輔助病毒 (helper virus, HV) 幫助，以完成其生活史。然這些衛星核酸在自然界感染植物的演化情況資料甚為缺乏。林納生特聘研究員實驗室利用竹嵌紋病毒衛星核酸(satellite RNA of Bamboo mosaic virus, satBaMV)為材料，模擬自然界的感染狀態，探討satBaMV變異的演化趨勢。我們與紐約州立大學王應能副教授(Dr. Ing-Nang Wang, University at Albany)合作，利用連續繼代接種法(serial passage)模擬satBaMV在自然界與BaMV共同感染或前後感染(super infection)後代相傳及長時間的散布情況。藉由次世代定序方法，分析在連續繼代不同時期間satBaMV群體中的單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism, SNP)並追蹤相關群體數量的動態變化。結果發現satBaMV在基因組5'非轉譯區(5' untranslated region, 5' UTR)的SNP可快速反應其適應環境的變化。有趣的是，個別satBaMV單倍型(haplotype)在植物原生質體內的繁衍能力相仿，但將數種不同的satBaMV單倍型與BaMV混合感染進行族群競爭實驗時，發現具備高繁衍能力的單倍型在系統葉的散播能力呈現弱勢，而繁衍能力相對弱勢的單倍型卻可以快速地進行傳播。清楚顯示satBaMV族群在演化過程中必須在繁衍或散播間選擇並取得平衡(trade-off)，而這種平衡可能與satBaMV在5' UTR的SNP間具有拮抗多效性(antagonistic pleiotropy)有關。