中国农业科学院在作物病毒病防治方面取得新进展
更新时间:2019-12-06 点击量:1006

中国农业科学院植物保护研究所作物有害生物功能基因组研究创新团队在作物病毒病方向层层出新,继2019年9月在New Phytologists期刊发表研究论文Geminivirus C4 antagonizes the HIR1mediated hypersensitive response by inhibiting the HIR1 self-interaction and promoting degradation of the protein之后,又于10月份于New Phytologist在线发表题为Nuclear autophagy degrades a geminivirus nuclear protein to restrict viral infection in Solanaceous plants,为作物病毒病的防控和防治提供新思路。

 

Geminivirus C4 antagonizes the HIR1mediated hypersensitive response by inhibiting the HIR1 self-interaction and promoting degradation of the protein研究论文揭示了病毒逃逸寄主防御反应的分子机制,得到国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目和重大项目资助。

 

双生病毒是一类在世界范围内广泛发生的单链DNA病毒,在全球番茄、烟草、棉花、玉米、小麦、豆类、木薯等经济和粮食作物上造成毁灭性危害。云南番茄曲叶病毒(Tomato leaf curl Yunnan virus, TLCYnV)是一种典型的不含卫星DNA伴随的双生病毒,该团队以云南暴发流行的TLCYnV为研究对象,研究TLCYnV C4蛋白如何干扰植物防御反应的分子机制。

 

该团队发现TLCYnV C4蛋白表达能够导致引起超敏反应的相关基因Hypersensitive Induced Reaction 1(HIR1)上调表达,HIRs家族基因的上调表达通常伴随超敏反应(Hypersensitive response, HR)发生。进一步研究发现HIR1能够自身互作,并且HIR1自身互作形成寡聚体是HIR1介导HR所。深入研究发现植物内源NbLRR1蛋白能够抑制HIR1介导的HR,NbLRR1能够与HIR1互作。C4蛋白的出现促进NbLRR1对HIR1单体的结合进而促进了NbLRR1对 HIR1单体的降解,从而抑制HR的发生,创造出有利于病毒侵染的环境。

 

该团队发表的Nuclear autophagy degrades a geminivirus nuclear protein to restrict viral infection in Solanaceous plants研究论文发现了植物中的一种新型细胞核自噬能够降解病毒蛋白进而抑制病毒的复制和侵染的机制,该研究得到国家自然科学基金重点项目和面上项目的资助,李方方研究员为该论文第一作者和通讯作者。

 

细胞自噬是细胞质中进化保守的降解途径,已成为对抗入侵病原物的重要防御机制。然而,植物中是否存在细胞核自噬以及其作用机理并不清楚。该研究表明,云南番茄曲叶病毒(Tomato leaf curl Yunnan virus, TLCYnV)的核蛋白C1(病毒复制必须蛋白)能够诱导细胞自噬,并直接与核心自噬相关蛋白ATG8h相互作用。ATG8h与C1的相互作用导致了C1蛋白从细胞核向细胞质转移和C1蛋白积累的减少,而转移过程依赖于exportin1(XPO1)介导的核输出途径。C1的降解能够被自噬抑制剂阻断,当自噬相关基因(ATGs)ATG8hATG5ATG7被敲低时,C1的降解受到阻碍。同样,这些ATGs的沉默也会促进TLCYnV在烟草和番茄植物上的感染。进一步研究发现C1中存在一个潜在的ATG8h相互作用基序(AIM)。将C1中的AIM突变后(C1mAIM),C1mAIM不能与ATG8h在细胞质中互作,反而与核仁中的纤维蛋白Fibrillarin1相互作用,且C1mAIM不会被细胞自噬途径降解;而携带AIM突变的TLCYnV在茄科植物中致病性增强。    (来源:中国农业科学院)

 

农药快讯, 2019 (22): 51.

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