全 文 ：生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第 19卷 第 3期
2007年 6月
Vol. 19, No. 3
Jun., 2007
收稿日期：2006-11-09；修回日期：2007-02-06
基金项目：科技部国际合作重点项目(2004DFA05000)
作者简介：孙浩华(1983 －)，男，硕士研究生；陈集双(1962 －)，男，教授，博士生导师，* 通讯作者，E-mail:
chenjs@zist.edu.cn
文章编号 ：1004-0374(2007)03-0338-08
大豆花叶病毒研究进展
孙浩华，薛　峰，陈集双*
(浙江理工大学生物工程研究所，杭州 310018)
摘 要：大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus, SMV)病是在世界范围内广泛分布并普遍发生的病毒病害之
一，导致大豆严重减产和种质衰退。这引起了国内外许多学者的科研兴趣，研究内容涉及 SM V 株系
划分与发生分布、传播流行方式、寄主上的症状和影响因素、基因组结构组成及各基因功能、植物
生理生化抗性、大豆 SMV抗性遗传育种等各方面。本文综述了近年来国内外 SMV的科研方向和进展，
旨在为进一步的研究提供依据。
关键词：大豆花叶病毒；寄主症状；基因组结构；基因组功能；生化抗性；遗传育种
中图分类号：S432.41; S565.103.2　　文献标识码：A
Advances in study on Soybean mosaic virus (SMV)
SUN Haohua, XUE Feng, CHEN Jishuang*
(Institute of Bioengineering, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)
Abstract: Soybean mosaic virus (SMV) is one of the most prevalent and important plant viral pathogens and
pathogenic on some soybean [Glycine max(L.)Merr.] crops or cultivars worldwide. Infection by SMV may result
in severe yield losses and strain quality reduction. Due to outbreaks of SMV disease and its destructivity, many
scholars have great interest in some fields that broadly involve the classification, distribution and prevalence of
SMV strains, viral infection and host symptoms, structure and functions of viral genome, physiological and
biochemical resistance of hosts, resistance inheritance and resistant cultivar breeding, and so on. We make a
summary of relative study in order to provide foundation for further research on SMV and other Potyvirus
members.
Key words: Soybean mosaic virus (SMV); host symptoms; structure of genome; functions of genome; biochemical
resistance; genetic breeding
大豆花叶病毒(Soybean mosaic virus, SMV)由
Clinton于1915年在豆科(Leguminosae)大豆(Glycine max
(L.) Merr.)中发现，并于1921年由Gardner和Kendrick
为之命名[1]，在病毒分类学上属于马铃薯Y病毒属
(Potyvirus)，其稀释限点为 10-2－ 10-4，钝化温度为
50℃－ 65℃，体外室温下保存期为 1－ 4d，4℃下
为 14－ 15d。病毒粒体为弯曲杆状，形态单一，长
宽分别为 630－ 750 nm 和 13－ 19 nm，在植物寄
主细胞中可以形成风轮状内含体。SMV的蛋白质及
RNA只有一种成分，提纯后的病毒有紫外光吸收，
最高峰值为 258－ 263nm，最低值为 240－ 244nm。
1　SMV 株系划分与发生分布
依据致病性差异，Cho和Goodman[2]于 1979年
首次鉴定了 SMV 7个株系(G1－G7)，以及后来的
339第3期 孙浩华，等：大豆花叶病毒研究进展
G7A、C14两个株系。其后，日本报道了A－ E五
个株系。我国学者也对中国SMV株系划分作了研究
报道，但分类结论不统一，例如江苏的 SA－ SH 株
系，湖北的 S1－ S2 株系，东北的 1－ 3号株系
等。Shang等[3]对黄淮区大豆花叶病毒株系组成与
分布做了全面的研究，将黄淮地区 8省市 202个毒
株划分为 7个株系(y1－ y7)。y1及 y2为弱毒株系，
仅侵染感病品种，主要发生在江苏、山东、河南、
河北、安徽五省及北京等地区；y 3、y 4、y 5 为
中毒株系，分别侵染感病和中抗品种，主要分布在
山西省；y6 和 y7为强毒株系，除能侵染以上品种
外，还能侵染高抗品种，主要分布在山东、河南、
河北三省。陕西省弱毒株系、中毒株系则各占一
半。王修强等[4]将黄淮和长江中下游地区 SMV划分
为 SC1— SC8 8个株系群，弱毒株系群 SC1和 SC3
在黄淮及长江中下游地区分布较广，而强毒株系群
SC8仅在南京地区发现。
综合考虑地域分布及基因突变等因素，美国、
日本等国将全国SMV毒株统一划分，以利于进一步
研究；而我国在 SMV株系划分上没有统一标准，
这会给今后深入研究带来困难。笔者认为，我国各
相关研究机构有必要建立合作和交流机制，收集交
换 SMV毒株及抗原，建立鉴别体系，以达到统一
划分全国 SMV株系的目的。
2　SMV传播流行方式、影响因素及病状特征
SMV初侵来源主要是带毒种子[5]，病毒会存在
于种胚与子叶中(花粉携毒)，毒力能保持两年，甚至
更久，带毒种子发育成幼苗后，叶、茎都可能带有
病毒并表现出相应症状。由于 SMV很易接触传染，
所以无论发病与否，都可能成为田间再侵染的毒源。
携毒蚜虫也是 SMV自然传播的另一个重要因
素，能造成病毒再次传播，具有非持久性特征[6-7]。
Ren等[8]研究表明，大豆叶片软毛密度与蚜虫传染
关系密切。高密度的软毛虽然不能明显的影响病毒
传播速度，却会抑制蚜虫的活性，延缓 SMV达到
最大影响范围的时间。由于高密度软毛大豆品种成
熟较晚，故产量较普通大豆要低[9]。Hill等[10]在以
前品种(Dowling，Jackson等)的基础上培育筛选出
了能抵抗蚜虫的大豆新品种，以减轻病毒的虫媒传
染。气温和雨量等因素也影响蚜虫发生，从而间接
影响病毒传播。高温偏旱有利于蚜虫繁殖，而暴雨
的冲刷作用则可以减轻蚜虫病害。此外，病害的发
生与流行还与豆种抗性、播种时间、播种方式以及
染毒豆种脱毒程度等因素有关[11]。
由于受大豆品种、地域、病株环境条件、传
播媒介、播种期等诸多因素的影响，SMV在大豆
植株上所表现的症状也就非常复杂。廖 林[12]在不同
环境条件下，采用分期播种，不同发育期接种等方
法，将被SMV侵染后的大豆植株病状归纳为以下11
种：褐斑种粒、轻型花叶、花叶、黄斑花叶、曲
叶、疤斑叶、畸型叶、卷叶、皱缩、矮化畸荚、
顶枯致死。此外，植株株高、叶面积、叶绿素、
叶茎根干重、单株荚数、分支数等生长指数也有下
降，常伴有生长延滞，成熟缓慢等症状。
SMV从宏观病变特征到超微观病变特征[13]，
从植株外观表现到其细胞、亚细胞结构变化的逐步
深入研究，以及从植株自身出发防止媒介传播的科
学探索，都为今后进一步研究 SMV开辟了新的思
路。此外，作为专性寄生生物，病毒最大的进化
瓶颈是寄主生物。SMV的寄主范围相对较小，主
要侵染豆科植物，但在其他寄主上也有寄生和适应
性进化[14]，其寄主症状往往也具有一定差异。只有
在比较了不同寄主上SMV的寄主生物学特征后才能
充分了解 SMV的侵染机制。
3　SMV 基因组及分子检测
SMV基因组为单链正义链RNA，长约104个核
苷酸，5端有共价键结合的基因组蛋白，3端有一
个 Poly(A)尾巴。整个基因组按一个ORF翻译，产
生一个多聚蛋白，约 3 066个氨基酸。该蛋白切割
加工后形成不同功能的成熟蛋白 [ 15 ] ：P 1、H C -
Pro、P3、6K1、CI、6K2、NIa-Vpg、NIa-Pro、
NIb和CP。翻译起始于基因组第一个AUG密码子，
终止于 9333位点处的UAA[16](图 1)。
不同 Potyvirus成员在基因组大小、编码多聚
蛋白大小、序列同源性以及二级结构等方面都存在
较大的差异，即便同为 SMV，不同的分离物或株
系其基因组也略有不同。例如，除整个基因组序列
差异外，Potyvirus基因组 3-NTR普遍存在与负链
RNA复制起始有关的发卡状二级结构，在 SMV基
因组中也存在这种结构，但与其他成员无论序列信
息还是结构分配都有差异。C h e n 等 [ 1 4 ]根据
Potyviridae家族序列一致性设计了引物S primer，并
在有花叶症状的半夏(Pinella ternata)上检测到了
Potyvirus属病毒。将其 RNA基因组 3末端核苷酸
序列(含CP基因)与其他SMV的CP基因核酸序列做
同源性比较和分子进化分析后发现该病毒与
Potyvirus属有非常近的亲缘关系。另外，该病毒
在粒子大小、形态以及引起大豆寄主病变等方面都
340 生命科学 第19卷
与 SMV相似，也能与 SMV中国分离物抗血清有强
烈免疫学反应，充分表明该病毒即为SMV的某一株
系。这是SMV能侵染天南星科植物的首次报道，并
在之后的研究中得到了进一步证实[17]。
由于已经清楚了解了SMV病毒的基因组组成及
结构，所以研究该病毒在不同寄主和相同寄主的不
同株系和分离物时，应在血清学检测的基础上[18]，
利用全基因组或者部分基因组同源性比较和分子系统
学分析方法[19]，系统而准确地对病毒进行鉴定和分
类。SMV的CP蛋白保守区包括CP核心区和C端氨
基酸序列，株系间变异较小，往往被当作 Potyvirus
属内各种的分子分类依据。但N 端区域变化较大，
甚至有种间重组发生，因此就 CP基因高变区设计
PCR-RFLP检测或者进行测序可以在种际水平区分
Potyvirus病毒。在分子和血清学鉴定上，可以采用
提纯或经原核表达的 SMV病毒外壳蛋白经 SDS-
PAGE分离，免疫后制备抗血清，通过确认Western
blot 特异性反应强度以及检测抗血清效价，结合
RACE和DNA测序所得到病毒基因组全序列信息，
在获得大量Potyvirus成员基因组全序或CP蛋白基因
序列基础上进行序列比较分析，从而获得区分SMV
与其他Potyvirus成员的依据。通过分析比较其基因
组差异，发现基因重组和重排的进化规律，最终也
能在分子生物学水平上掌握病毒进化和侵染的机理。
4　SMV基因组编码的蛋白产物功能
在 SMV基因组编码的蛋白产物功能方面，国
内外研究人员作了大量的研究，现结合Potyvirus属
其他成员比较分析得出一些推测性的结论(表 1)。
4.1　VPg功能区域　该区域位于基因组 5末端，它
可与宿主成分发生直接或间接的相互作用[20]，同
时也是VPg/HC-Pro和VPg/VPg间相互作用所必需
的成份[21]，控制病毒侵染宿主并积累以及长距离
运输[22-23]。相对于 3-NTR而言，与VPg相连的 5-
NTR的二级结构并不稳定，前者可在基因组复制合
成负链 RNA的过程中与病毒RdRp相互作用；而后
者所包含的帽子结构依赖型调控元件，可以促进基
因组翻译的内部启动[24]。
4.2　P1功能区域　P1蛋白是多聚蛋白中最不保守的
一个蛋白[25]。作为顺式活性组装因子或调控因子[23]，
P1和HC-Pro、NIa-Pro都是病毒特异性蛋白酶，在
病毒复制、翻译起始及表达产物加工过程中担当重
要的工具酶角色，具有顺式激发基因组扩增的活性
并协助病毒在植物细胞间的运输。P1重要位点大部
分位于其N端的区域上，而靠近C端的部分则包含
了将P1从多聚蛋白上切下的蛋白酶区，并不受插入
外源蛋白基因的影响。P1还会增强HC-Pro表达水
平，辅助HC-Pro介导抑制 RNA沉默，克服病毒抗
性机制，在决定宿主范围上起了一定作用[25]。
4.3　HC-Pro功能区域　HC-Pro生物学活性常以蛋
白寡聚物(二聚体、四聚体等)形式来实现，协助病
毒传播，具有顺式蛋白酶活性[26]。HC-Pro能结合
RNA并与宿主蛋白相互作用，并且是转录后基因沉
默(PTGS)的负调控因子，HC-Pro区域存在 6个病
毒传播所必需的位点，与抑制 RNA沉默有关[22-23]。
HC-Pro也是影响蚜虫传播的关键性蛋白，它
会在病毒粒子与蚜虫口器间形成“桥梁”。HC-Pro
二聚体一侧(C末端)与病毒粒子 CP发生相互作用，
另一侧(N末端)与蚜虫口器上颚刺针作用，两者作
图1　SMV基因组结构和蛋白切割位点
VPg: Viral protein genomic-linked; P1: Protein 1; HC-pro: Helper component protease; P3: Protein 3; CI: Cylindrical inclusion;
NIa: Nuclear inclusion a; NIb: Nuclear inclusion body; CP: Coat protein
长方框：编码多聚蛋白的基因组序列；5 -和 3 -网格区：非编码区；基因组中间位于 CI两侧的小网格区：6K1和 6K2两
个蛋白；方框上方数字：各成熟蛋白产物的起始核苷酸位点；方框下的数字和字母：各蛋白产物推测的大小和切割位点。
根据黎昊雁等[1 6]，SMV 杭州分离物，略有改动
341第3期 孙浩华，等：大豆花叶病毒研究进展
用强弱决定了病毒在蚜虫刺针上的结合力[26-27]。
另外的研究表明，HC-Pro中心区域影响病毒长
距离运输，从而HC-Pro蛋白也被认为是 SMV长距
离运输和控制病毒宿主范围的相关因子[28]，其N端
区域与症状感应、基因组扩增、病毒积累、蚜虫
传播有关；C端区域与细胞间运动、蛋白酶水解活
性和自动催化功能有关[29]。CP和HC-Pro的保守区分
别为三组份氨基酸模体(Asp-Ala-Gly，DAG)和富含
Cys区域N末端的Lys模体(KITC)。HC-Pro的Lys模
体类似CP-N末端DAG中的Gly，HC-Pro中的Lys对
SMV辅助成分活性、蚜虫传播和毒力调控起了关键
的作用。但是，Urcuqui-Inchima等[30]对HC-Pro的N
末端富含Cys区域进行点突变来检测这些突变对HC-
Pro蛋白自身作用的影响，结果显示并无显著影响，
说明这个区域不是该蛋白相互作用的关键部位，而只
可能在HC-Pro蛋白自身折叠时有重要的结构作用。
Lim等[31]利用抑制匀霉素磷酸转移酶基因沉默
来增强大豆匀霉素抗性体细胞胚(HR-Ses)的恢复，
稳定转基因表达。带有 SMV HC-Pro的转基因植物
和被SMV侵染的转基因植物中GUS报告蛋白表达量
要比其他转基因植物高。该研究表明 HC-Pro抑制
DGIs机制的形成(DGIs会导致病毒侵染叶片，使叶
片萎黄，如是同类病毒侵染则会产生抗性)[32] ，与
病毒系统侵染、症状表现以及作为基因沉默抑制因
子抑制 RNAi等有关[33]。
4.4　P3区域　P3的 C末端与症状表现有关，并且
在一些 Potyvirus成员中被确认为是无毒决定子[34]，
在一定程度上也决定了病毒侵染的宿主范围[35]。
4.5　6K1和6K2功能区域　这两个区域分别位于CI区
域两侧，各自的N末端都与病毒复制和膜结合有关，
通过与膜结合将NIa基因产物锚定在膜上[36]。6K1中
心区具体功能未知[37]，6K2中心的疏水区可能与膜结
合功能和病毒侵染性有关，可以从时间和空间两个方
面去调控病毒复制和运输复合物与膜的结合。该蛋白
也可以影响复制复合物的形成。这些复合物会与多聚
蛋白相互作用，使NIa-Pro易于从位点处切割，从而
间接促进病毒侵染。Ｎ末端Val5帮助病毒与内质网结
合，锚定复制位点处的复制复合物，对病毒在脉管
表1　SMV基因组功能和蛋白产物
基因组各区域 核酸或氨基酸序列特征 基因产物功能
VPg 与宿主成分及多聚蛋白相互作用 病毒基因组复制；影响病毒长距离运输
5-NTR “U C AAC AC AAC AU”，包含帽子结构依赖型 基因转录或复制，促进翻译的内部启动；症状表现
调控元件
P1 “GxSG” ，最不保守的蛋白 丝氨酸蛋白酶活性；基因产物加工；连接 RNA；
寄主抗性；细胞间运动
HC-Pro 保守基序“CCC, KITC”，N 末端富含 Cys 半胱氨酸蛋白酶；自动催化；蚜虫传播能力；
症状表现；寄主抗性；病毒积累；长距离运输；
转录后基因沉默抑制物
P3 蛋白高变区 加工翻译产物；寄主症状；病毒传播；宿主决定子
6K1 富含疏水氨基酸序列 具有膜结合活性；可能与基因组复制有关
CI 保守的核苷酸结合基序“GAVG SGKST” 基因组复制解旋酶作用；细胞膜结合；病毒在
寄主细胞间运动
6K2 富含疏水氨基酸序列 内质网结合因子，具有膜结合活性；参与基因组
复制
NIa-VPg NM Y，具有 N LS，富含芳香族氨基酸 基因组复制的引物；参与复制型式 RNA的切割和
基因组复制；病毒运动
NIa-Pro GxCG，His-Asp-Cys组成催化活性区， 丝氨酸胰蛋白酶活性，参与成熟多聚蛋白的酶解
具有NLS 加工
NIb 保守基序“GDD”，“GNNSGQ PSTVVDNT”， 基因组复制RdRp活性；参与病毒复制；促进酶与
具有NLS 底物结合；维持核酸结构；症状表现
CP 保守基序“D A G”，基因组中唯一的结构蛋白 病毒基因组核苷酸(病毒粒子) 包装；蚜虫传播；
病毒胞间长距离运输；病毒形成和症状表现；
寄主范围(寄主决定因子)
3-NTR 富含“A U” 基因组复制和转录；稳定病毒 RN A，防止降解；
与病毒 RdRp相互作用；症状表现
根据 Riechmann等(1992)，有修订和增补。
342 生命科学 第19卷
中长距离运动起了重要作用 [37]。SMV各蛋白中，只
有 6K1、6K2和 P3三个蛋白能以序列特异性方式与
RNA结合，同时与宿主细胞 RNA相互作用。
4.6　CI功能区域　CI功能产物能促进病毒胞间运输
和基因组复制，有助于病毒通过植物脉管系统进行
长距离运输。人工构建的CI突变体能形成原生质膜
连接结构，却不能与病毒粒子或转运复合物相互作
用[38]。定点突变表明，CI 中心区域与病毒组装、
胞间运输和基因组扩增有关，其N端[含原型超家族
Ⅱ型(SF2)螺旋酶区域]与病毒长距离运输和蚜虫传毒
有关，C端与病毒长距离运输有关[37]，同时该酶作
为一种 RNA解旋酶，可使 RNA解螺旋，对病毒复
制和胞间运输有一定作用。
4.7　NIa功能区域　该区域有两个活性部分，具有
内切加工活性和顺式蛋白裂解活性，NIa-VPg在这
点上显示了比NIa-Pro更强的功能。NIa-VPg是病毒
通过脉管系统运输，系统性侵染植物和与寄主相互
作用的非常重要的区域，而NIa-Pro的主要作用就
是切割病毒多聚蛋白[24]。Rajamaäki等[22]发现NIa-
VPg复合物的VPg区部分氨基酸被替换后可能导致
VPg磷酸化连接构象的改变，影响病毒的复制和运
输。而VPg中心区域能够影响侵染细胞的病毒的积
累水平，控制病毒通过脉管运输系统进入筛管分子
(SE)。复合物的NIa区具有双重功能，即蛋白酶活
性和序列非特异性dsRNA及宿主DNA降解活性，前
者是Asp-46、Cys-151和Asp-81三个位点的作用；
后者需要Mg2+存在才起作用[39]。
4.8　NIb功能区域　该区域编码一RNA依赖型RNA
聚合酶(RdRp)，也是所有SMV基因组编码的蛋白中
最保守的一个，与病毒复制有重要的关系[24]，其复
制酶活性与NIa-Pro的核苷结合能力有关[40]。
4.9　CP蛋白　SMV病毒粒被约 2 000个CP单元组
装，使病毒RNA衣壳化。该过程中结构蛋白 CP形
成的结构区域的中心区在与RNA结合中起了重要的
作用，同时使RNA的N末端和C末端暴露于病毒粒
表面。这间接说明 CP与病毒通过脉管进入胞间和
长距离运输 [ 22 ]关系密切。蛋白结构域研究表明，
CP蛋白高度保守的三组份氨基酸模体(Asp-Ala-
Gly，DAG)会影响病毒组装和蚜虫传播病毒的能
力，特别是其N末端区域DAG模体往往决定了SMV
传播效率[26,41]。Steinlage等[42]研究了 CP基因翻译对
SMV的时间和空间传播影响之后，发现不含 CP基
因的 SMV无论是传染率还是发病率都明显低于含
CP基因的 SMV。
目前研究更多的是上述蛋白间的相互作用，阐
明复制和细胞间转运机理(图 2)。植物被病毒侵染
后提取出的复合物与HC-Pro和 CP有关，但在电镜
下观察到 HC-Pro可能不与病毒粒子的 CP相互作
用。尽管 HC-Pro被证明与病毒的(蚜)虫媒传播有
关，但它和 CP互作的生物学意义是病毒在植物体
内的长距离运输，而不是(蚜)虫媒传播[43]。HC-Pro
和CP同步突变均会延迟病毒系统运输和限制胞间运
输[29]。NIa和NIb相互作用对基因组复制有重要的
作用。这一作用会激发 VPg区域邻近的聚合酶活
性，进而促进 RNA合成[44]。Li等[45] 通过对NIb中
核定位信号 1、2(NLS1/NLS2)和保守区GDD模体
定点诱变发现，NIb与NIa的相互作用中NIa-Pro起
了决定性作用。
一般采用酵母双杂交系统(YTHS)分析SMV多聚
蛋白各组分的相互作用[46]，然后引入突变[47]，通过
报告基因在寄主水平显示差异[48]。Kang等[46]用酵母
双杂交系统，以 SMV-G7H为材料，检测到HC-Pro
蛋白之间以及 HC-Pro与 CP之间有明显的互作效
应，HC-Pro/HC-Pro二聚体复合物，以及含 CP的
图2　SMV病毒RNA复制的膜结合位点和子代基因组细胞间运输模型
注：根据 C ar r in g t on 等[ 3 8 ]，略有修正，E R：内质网；R N P：核蛋白；C W：细胞壁；C I：风轮状内含体
343第3期 孙浩华，等：大豆花叶病毒研究进展
HC-Pro复合物都有助于蚜虫传播。筛库结果并且表
明CP的DAG模体与HC-Pro的CCC(Cys-Cys-Cys)模
体是两蛋白互作的关键部位。其他三个重要的互作
蛋白是 CP/CP、NIa/NIa、NIa-Pro/NIa-VPg，但没
有检测到NIa-Pro/NIa-VPg，因为这个外生基因在
YTHS中的表达产物对酵母而言是有毒性的，而且
NIa-VPg与酵母转录激活因子(GAL4)融合会使VPg
自身干扰区发生改变从而导致自身作用的消失。
Kang等[48] 还对SMV CP-C末端区引入点突变和基因
敲除后在YTHS 载体中克隆，利用报告基因(HIS3/
ADE2/MEL1)在AH109酵母株中表达可以确定蛋白间
相互作用关系的存在。该研究表明 SMV CP-C末端
区域可能包含 CP-CP相互作用和病毒组装所需的结
构域或氨基酸。GUS与HC-Pro融合后在病毒表达中
不具有致死性[49]。在GUS报告基因和HC-Pro之间
导入NIa蛋白酶切割位点，病毒重组体会在不同的
SMV与寄主组合中产生明显差异，有些重组体只能
表现侵染性而不能恢复其野生型的全部生物学特性。
仅仅了解病毒编码蛋白之间的关系仍然不够，
SMV病毒的研究将逐渐侧重于病毒与寄主互作关系
的研究，阐明复制和变异的机理。随着寄主植物基
因组的大量测序，可以首先利用生物信息学方法对
SMV的不同寄主进行比较研究，然后进行 ESTs功
能聚类，并结合 SAGE(seria l analysis of gene
expression)或基因芯片(microarray)的结果重建病毒
在寄主中复制的途径。只有在清楚了解途径的前提
下才可能找到控制 SMV真正有效的手段。
5　SMV生理生化抗性和遗传育种
大豆植株感染 SMV后，其多酚类物质含量以
及作为氧化酶成员的过氧化物酶(POD)、超氧化物
歧化酶(SOD)、多酚氧化酶(PPO)等酶的活性会发生
变化，这一系列变化与大豆抗性密切相关。朱宏波
等[50]分析了感染SMV后抗性不同的4个大豆品系叶
片中总酚含量、类黄酮含量及PPO活性的变化。结
果表明，发病早期抗病品种总酚含量增加而感病品
种降低，而在发病后期抗、感品种均降低；发病
早期抗病品种类黄酮含量高于感病品种，抗病品种
类黄酮含量在早期和后期也均增加，感病品种在两
个时期均降低；在这两个时期内，抗病品种 PPO
活性均明显高于感病品种。
在其他研究中还发现抗病大豆品种种皮的
POD、SOD和 PPO活性要高于感病品种[51]，即酶
活性水平与大豆抗性正相关。SMV毒性越强，植
株感病症状越严重，POD、PPO 活性变化就越明
显，其活性变化水平是植株感病程度的生化表现。
Clarke等[52]用植物激素处理并用白色三叶草花叶病毒
(WCIMV)侵染缸豆后发现，在WCIMV复制迅速增
加之前，过氧化氢酶、谷胱甘肽还原酶和 SOD活
性会迅速下降。这说明植物在病毒迅速复制发生之
前必有自由基净化能力的下降。接种SMV后的感病
品种，由于活性氧的积累，诱导了 SOD和 POD活
性增强，具有感病生化症状；而自身具有较高的
POD活性的抗病品种在受侵染后，能自动清除活性
氧，具有抗病作用。
国外学者通过对SMV抗性遗传规律的研究已经
对 3个抗性基因位点进行了鉴定和命名[53] ：大豆品
种 PI96983、Ogden分别携带 Rsv1、Rsv1t；Raiden、
Columbia品种分别携带 Rsv2、Rsv3；Kwanggyo、
Marshall、York品种分别携带一个与Rsv1等位的单
显性抗性基因 Rsv1vk、Rsv1m和 Rsv1y。Ma等[ 54]
用两株 SMV大豆抗性品系LR1(含Rsv1，抗G1/G2/
G3/G4/G7)和LR2(含Rsv4，抗G1-G7)与Lee68杂交
后发现G1－G7所引起的症状反应(R/S/N)都是由同
一组基因或与其紧密连锁的一些基因控制的。
Zheng等[53]利用中国东北高抗 SMV3株系大豆品系
ICGR95-5383与 4个感病品种HB-1、Tiefeng-21、
Amsoy和Willams杂交，设计了 5个杂交组合来检
测SMV的抗性遗传。利用共显性RAPD/SCAR分子
标记，对各组杂交品种的 F1、F2代接种 SMV来鉴
定抗性，结果发现 ICGR95-5383对SMV-3株系的抗
性受一对隐性基因控制。智海剑等[55]通过遗传试验
推断出大豆所表现出的抗病、坏死及花叶三类特征
都是由一组复等位基因控制的。Wang等[56]发现大
豆对 5个 SMV 株系的抗性是受一对显性基因控制，
同时通过连锁分析得到遗传连锁距离，证实了大豆
对 SMV的抗性基因是成簇存在的家族基因。
Choil等[57]第一次报道了在 Rsv1、Rsv3和 Rsv4
位点上抗SMV抗性的等位基因。近来的研究往往将
SMV抗性基因 Rsv1描述为“定位于分子连接群 -F
(MLG-F)的单位点复等位基因”。Hayes等[58]研究
了NBS-LRR抗性基因簇，证明它就是来自抗病毒大
豆的MLG-F，与 Rsv1具有同一关系。Yu等[59]利用
大豆重组自交系，对含抗 SMV G5-G7的 Rsv3自交
品种进行 RAPD分子指纹图谱分析，将多态性数据
转化为半共显性标记。不断更新分子标记技术以及
抑制消减杂交文库的构建，日益完善的QTLs定位
方法和日趋饱和的 ESTs连锁图谱，可以准确定位
SMV抗病基因[60]，帮助了解 SMV基因组对表型作
344 生命科学 第19卷
用的分子机制。应用 RFLP、RAPD、AFLP 和 SSR
等分子标记技术寻找大豆抗SMV基因连锁位点，对
抗感亲本的杂交后代群抗病性分析鉴定，利用分子
标记辅助育种技术在提高单产和种质基础上进行抗
病及抗逆性品质改良，为抗病基因分离、克隆以及
分子标记辅助改良奠定了基础，也为将来转基因、
分子育种等后续工作打下良好基础。抗病育种者可
采用杂交结合辐射育种的方法，筛选单对主基因控
制的抗侵染品种的同时，加强由多基因控制的抗谱
广、潜育期长、病情发展慢、抗性持久的抗扩展
品种的筛选，综合获得能够稳定遗传的特优种质的
大豆品种。
综上所述，SMV病毒的研究已经进入各个方
向整合重组的阶段。病毒分类学和生物学研究已经
深入到比较和功能基因组学水平，各个功能产物以
及病毒与寄主的互作关系逐渐阐明了SMV病毒的侵
染、复制和传播机理，对易感寄主生理生化现象和
抗性遗传规律的研究逐步揭示了植物自身的系统抗
性机制，从而又反过来补充和促进了分子病毒学研
究。随着基因文库、基因芯片和生物信息学等大通
量分析技术的应用，病毒侵染寄主的分子机理和代
谢途径最终能够被科学的阐明。
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