云南番茄曲葉病毒(TLCYnV)通過C4蛋白抑制抗病毒防衛(wèi)反應(yīng)機(jī)理圖 中國農(nóng)科院供圖
近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物有害生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊揭示了雙生病毒C4蛋白逃逸寄主防衛(wèi)反應(yīng)的新機(jī)制,為抗雙生病毒品種選育提供了理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表于《新植物學(xué)家》( New Phytologist )。
論文通訊作者周雪平介紹,雙生病毒是一類在世界范圍內(nèi)廣泛暴發(fā)流行的植物單鏈DNA病毒,主要由煙粉虱傳播,在番茄、煙草、棉花、玉米、木薯等經(jīng)濟(jì)和糧食作物上危害嚴(yán)重。
我國流行暴發(fā)的雙生病毒中,約40%的病毒伴隨有衛(wèi)星DNA。該團(tuán)隊在前期研究中發(fā)現(xiàn),雙生病毒伴隨的衛(wèi)星分子編碼的bC1蛋白為病毒癥狀決定因子,同時bC1也能夠通過抑制寄主植物MAPK途徑從而抵消寄主防衛(wèi)反應(yīng)。
然而,我國約60%的雙生病毒并沒有衛(wèi)星DNA伴隨,這類病毒的侵染又是如何逃逸MAPK途徑介導(dǎo)的寄主防衛(wèi)反應(yīng)的呢?
云南番茄曲葉病毒沒有衛(wèi)星DNA伴隨。前期研究發(fā)現(xiàn),該病毒編碼的C4蛋白是一個多功能蛋白,不僅作為癥狀決定因子、誘發(fā)病毒癥狀產(chǎn)生,而且能夠抑制寄主植物超敏反應(yīng)和轉(zhuǎn)錄水平基因沉默等防衛(wèi)反應(yīng)。
研究發(fā)現(xiàn),該病毒通過上調(diào)植物外泌蛋白EPFs基因的表達(dá)而激活受體激酶ERECTA下游的MAPK信號途徑。為了對抗MAPK介導(dǎo)的防衛(wèi)反應(yīng),云南番茄曲葉病毒編碼的C4蛋白通過與ERECTA的負(fù)調(diào)控因子即油菜素甾醇信號組分BKI1互作而將BKI1錨定在細(xì)胞膜上,增強(qiáng)BKI1對ERECTA的抑制作用,阻止ERECTA/BKI1復(fù)合物的解聚,從而抑制ERECTA下游MAPK信號途徑的激活,創(chuàng)造出有利于病毒侵染的細(xì)胞環(huán)境。
該研究揭示了雙生病毒逃逸寄主防衛(wèi)反應(yīng)的新機(jī)制,為抗雙生病毒品種選育提供了理論基礎(chǔ)。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/abs/10.1111/nph.17387