花椰菜花叶病毒科是一类感染植物的病毒家族。这些病毒被称为双链
脱氧核糖核酸逆转录病毒,即在它们的复制周期中包含逆转录阶段的病毒。病毒粒子为等轴状或杆菌状,无包膜,且具有双链DNA的
基因组。该科下共6个属。
花椰菜花叶病毒科的病毒粒子为等轴状(直径43~50 nm)或杆菌状(30~35 nm × 60~400 nm),无包膜。杆状颗粒直径约为35-50纳米,长度可达900纳米。等轴颗粒平均直径为45-50纳米,呈
二十面体对称。
花椰菜嵌纹病毒经低温电镜技术和
计算机三维重构研究表明具有T=7的多层结构,病毒的外壳蛋白是糖基化的。花椰菜花叶病毒及其他球状病毒属的病毒具有相似的
细胞病变特征,在
细胞质内形成内含体。
该科病毒的
基因组包含7.2-9.3千
核苷酸碱基对的单分子、非共价闭合的环状双链
脱氧核糖核酸,两条基因组链在特定位置存在不连续性。这些基因组包含一个
开放阅读框(ORF),如佩图病毒中观察到的,到八个ORF,如大豆病毒中观察到的。病毒基因组编码的蛋白包括
反转录酶核糖核酸酶H、
天冬氨酸蛋白酶、核
衣壳蛋白和
转录激活因子,还有其他尚未分配特定功能的与复制有关的蛋白。
复制过程发生在
宿主细胞的细胞质和
细胞核中。病毒DNA进入寄主细胞核后形成
超螺旋小
染色体结构,被
转录成多聚腺酸化
核糖核酸,由于某些DNA部分发生两次转录,因此RNA具有末端冗余。新转录的RNA进入
细胞质,被翻译成病毒蛋白,或者被病毒逆转录酶逆转录成新的双链
脱氧核糖核酸病毒
基因组。新的双链DNA基因组在细胞质中被包装,并释放出来。
复制过程涉及逆转录步骤和RNA中间体,因此花椰菜花叶病毒科的病毒不被认为是真正的双链DNA病毒,而是被称为DNA逆转录病毒。它们与逆转录病毒共享这一特征。然而,与逆转录病毒不同的是,花椰菜花叶病毒科的病毒在复制过程中不需要将病毒基因组整合到
宿主基因组中,因此它们的基因组不编码酶蛋白整合酶。
植物基因组中存在内源性病毒元件(EVEs)是普遍的。大多数已知的植物EVEs源自花椰菜花叶病毒科的
脱氧核糖核酸基因组病毒。整合被认为是通过非
同源末端连接(非法重组)在DNA修复机制中发生的。大多数植物EVEs是非传染性的。然而,在矮牵牛(矮牵牛
叶脉清除病毒)、香蕉(香蕉条纹OL病毒、香蕉条纹GF病毒、香蕉条纹IM病毒)和爱德华氏烟草(烟草叶脉清除病毒)的基因组中已报道了具有传染性的花椰菜花叶病毒科EVEs。
病毒的自然
宿主范围较窄,
碧冬茄脉明病毒属、
花椰菜嵌纹病毒属、大豆褪绿斑驳病毒属和
木薯脉花叶病毒属局限于侵染
双子叶作物,水稻东格鲁杆状病毒属侵染
单子叶植物,杆状
脱氧核糖核酸病毒属的寄主两者均有。花椰菜花叶病毒属自然条件下由
蚜虫以半持久性方式传播,也可以机械接种传播。杆状DNA病毒属大多不能机械传播,自然界中多数种由介体
粉介壳虫科以半持久方式传播,水稻东格鲁杆状病毒属由黑尾叶蝉传播,需要有水稻东格鲁球状病毒的辅助。有些病毒分布范围较窄,有些是世界性分布,尤其发生在
温带地区。
花椰菜嵌纹病毒属等4个球状病毒属的
免疫原性较强,2个杆菌状病毒属的免疫原性中等,各属内的一些病毒之间有
血清学关系。