本報(bào)訊 近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周雪平團(tuán)隊(duì)在國際知名期刊PLoS Pathogens上發(fā)表論文,揭示了雙生病毒致病新機(jī)制。該研究第一作者為博士生梅玉振,通訊作者為周雪平。
雙生病毒是在世界范圍內(nèi)普遍發(fā)生的一類植物DNA病毒,在番茄、煙草、棉花、玉米、小麥、豆類、木薯等經(jīng)濟(jì)和糧食作物上造成毀滅性危害。我國約60%的雙生病毒并沒有衛(wèi)星DNA伴隨。那么,這類病毒又是如何在植物上致病產(chǎn)生癥狀的?
云南番茄曲葉病毒(TLCYnV)是團(tuán)隊(duì)從云南番茄上分離到的雙生病毒,其基因組序列與中國番茄曲葉病毒(TYLCCNV)具有87.7%的同源性,若將TLCYnV和TYLCCNV的C4基因除去后進(jìn)行同源比對(duì),基因組的同源性高達(dá)97.2%。
分析表明TLCYnV是由TYLCCNV和中國辣椒黃曲葉病毒重組產(chǎn)生的新病毒,而且TLCYnV基因組除C4外絕大部分起源于TYLCCNV。TYLCCNV需要與衛(wèi)星DNA分子共同侵染才能致病,而TLCYnV不伴隨有衛(wèi)星DNA分子,病毒單獨(dú)侵染就能在寄主植物上誘導(dǎo)產(chǎn)生典型的植株矮化、葉片卷曲、組織突起等癥狀。
研究發(fā)現(xiàn),TLCYnV編碼的C4蛋白在功能上替代了TYLCCNV伴隨的衛(wèi)星DNA編碼的βC1蛋白,是癥狀決定因子和RNA沉默抑制子,但目前對(duì)其致病機(jī)制尚不明確。
該研究利用TLCYnV C4作為誘餌對(duì)煙草的cDNA文庫進(jìn)行篩選,成功篩選到與C4互作的肝糖原合成酶激酶3蛋白NbSKη,通過PVX表達(dá)體系與反向遺傳學(xué)方法證明TLCYnV C4與NbSKη的互作決定了病毒癥狀的產(chǎn)生。利用細(xì)胞生物學(xué)等手段發(fā)現(xiàn)C4與NbSKη互作后改變了NbSKη的亞細(xì)胞定位,使NbSKη在細(xì)胞核中的積累量降低。
進(jìn)一步研究揭示了雙生病毒蛋白通過影響植物的細(xì)胞周期促進(jìn)病毒復(fù)制并產(chǎn)生癥狀的機(jī)制。