近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所作物有害生物功能基因組研究創(chuàng)新團隊發(fā)現(xiàn)植物病毒通過操控細胞自噬因子完成病毒侵染的新機制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《新植物學(xué)家(New Phytologist)》上。
植物與病毒間看不見的斗爭一直持續(xù)，尤其是在分子層面更是短兵相接，競爭激烈。小部分病毒入侵細胞后，植物會很快反應(yīng)并殺滅病毒。然而大量病毒入侵植物細胞后，植物防御系統(tǒng)來不及阻止病毒，而且病毒會利用植物細胞內(nèi)的蛋白、物質(zhì)加快病毒的繁殖和侵染。因此找出與病毒互作的植物蛋白，將為防治植物病毒病害提供新的候選靶標和抗性資源。
該研究以自然界危害最為嚴重的植物病毒之一蕪菁花葉病毒為對象，通過互作篩選實驗，發(fā)現(xiàn)蕪菁花葉病毒能夠招募和互作植物細胞內(nèi)多種蛋白：細胞自噬受體蛋白、細胞自噬接頭蛋白、液泡膜特異性蛋白。有意思的是，植物病毒招募這些和細胞自噬相關(guān)的蛋白并沒有誘導(dǎo)病毒的細胞自噬降解，反而利用它們形成特殊的，供病毒復(fù)制、病毒粒子組裝的膜結(jié)構(gòu)。這種膜結(jié)構(gòu)向液泡內(nèi)凹陷，避免了病毒進入液泡并被其包含的水解酶降解，并且這種膜結(jié)構(gòu)提供給病毒一個安穩(wěn)的場所，從而躲避了細胞的殺滅，贏得了斗爭。通過生化實驗和透射電鏡也驗證了這個發(fā)現(xiàn)：液泡膜特異性蛋白形成泡狀結(jié)構(gòu)包裹著病毒復(fù)制復(fù)合體；通過電鏡觀察到大量的病毒粒子在侵染的葉片中被液泡膜包裹。該研究發(fā)現(xiàn)了植物的細胞自噬受體蛋白-接頭蛋白-液泡膜特異性蛋白能夠幫助病毒復(fù)制和侵染，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，該研究還獲得了多個抗蕪菁花葉病毒的寄主靶標和抗性材料。
該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目支持。（通訊員 歐陽燦彬）
原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.16716
