在17世纪⼈类历史上的⾸次经济泡沫中,带条纹的郁⾦⾹是投资者追捧的对象。这种珍稀的条纹是由“郁⾦⾹碎⾊病毒”(Tulip breaking virus,TBV)感染造成的。⼈类发现的第⼀个病毒就是⼀种感染植物的病毒,名为烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)。它是⼈类探索微⽣物过程中的⼀座⾥程碑。
1879年,德国植物病原学家Adolf Mayer开始研究⼀种烟草疾病。这种病能让烟草叶⽚呈现出深绿⾊和浅绿⾊的不规则图案,还会枯萎、起皱,进⽽导致烟草减产。Mayer把这种病称为“烟草⻢赛克病”(tobacco mosaic disease,汉译为“烟草花叶病”),并认为它是由某种病原菌引起的。
1884年,法国科学家巴斯德的助⼿张伯伦发明了⼀种陶瓷滤器,可以过滤当时已知的最⼩病原体——也就是细菌,称为张伯伦滤器。这样,借助这种能够滤除细菌的滤器,⼈们就可以⽐较含有细菌的患病个体提取液和不含细菌的提取液的致病能⼒,从⽽研究细菌性传染病和细菌毒素。
1887年,俄国植物学家Dmitri Ivanovsky在研究克⾥⽶亚的烟草花叶病时,将患病叶⽚的汁液通过多孔陶瓷制成的细菌过滤器进⾏过滤,再将过滤后的汁液涂抹在健康的烟草叶⽚上,却发现健康叶⽚同样呈现出类似患病叶⽚的斑驳⻩⾊。这⼀结果表明,这种病害的病原体可以通过细菌滤器,暗示着烟草花叶病有可能并不是⼈们熟知的细菌引起的。
1898年,Beijerinck公开发表了他的发现,并将这种具有传染性的、能够在过滤后仍然保持活性的、类似液体的新型病原体⽤拉丁短语“contagium vivum fluidum”的缩写“virus”(病毒)来表示。作为第⼀个提出“病毒”这⼀概念的科学家,Beijerinck的⼯作可谓是奠定了病毒学的基础。尽管他错误地认为病毒是⼀种“毒液”(但其实是颗粒)。
1935年,Beijerinck的猜测终于被美国化学家Wendell M. Stanley证实。Stanley认为,烟叶上的滤过性病原体可能是⼀种蛋⽩质分⼦,并⾸先通过X射线衍射观察到了从病叶榨汁中分离出的病毒晶体。1941年,随着电⼦显微镜的问世,⼈们才终于获得了第⼀张呈现烟草花叶病毒形态结构的照⽚,这个细瘦的棍棒状病毒可算是露出了庐⼭真⾯⽬。
烟草花叶病毒(TMV)是⼀种单链RNA病毒,是烟草花叶病等植物疾病的病原体,属于Tobamovirus群。TMV主要通过汁液传播,当叶⽚轻微摩擦造成微伤⼝时,侵⼊叶⽚细胞,在薄壁细胞内繁殖,后进⼊维管束组织传染整株。同时,烟⽥中的蝗⾍、烟⻘⾍等咀嚼式⼝器的昆⾍也可传播TMV。
烟草花叶病毒(TMV)作为⾸个被⼈类发现的病毒,在病毒学研究史上具有开创性的意义。在研究“遗传物质的本质究竟是什么”的过程中,TMV告诉我们,RNA也可以做遗传物质。