近日，從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所獲悉，周雪平研究團(tuán)隊與浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院李正和研究團(tuán)隊在雙生病毒與植物互作方面取得新的研究進(jìn)展。他們利用遺傳學(xué)和分子生物學(xué)等技術(shù)手段，以系統(tǒng)翔實的實驗證據(jù)揭示了雙生病毒編碼的一個致病因子通過調(diào)控植物內(nèi)源基因沉默抑制子抵御寄主防衛(wèi)反應(yīng)的新機(jī)制。
基因沉默（RNA沉默）是植物抵御病毒侵染的重要防衛(wèi)機(jī)制。目前已知植物病毒均編碼一個或多個RNA沉默抑制子，以抵抗寄主植物RNA沉默介導(dǎo)的防衛(wèi)反應(yīng)，但國際科學(xué)界對這些抑制子的作用機(jī)制了解甚少。雙生病毒是一類世界范圍內(nèi)廣泛發(fā)生、已在番茄、棉花、木薯、豆類、小麥、玉米等多種作物上引起毀滅性危害的重要病毒，目前在生產(chǎn)上缺乏有效的控制措施。
周雪平團(tuán)隊在前期研究中發(fā)現(xiàn)了中國番茄黃曲葉病毒（TYLCCNV）一個重要的致病因子βC1蛋白，同時也是一個RNA沉默抑制子。此后，他們一直致力于解析βC1蛋白抑制RNA沉默的“信號調(diào)控網(wǎng)絡(luò)”，并利用芯片技術(shù)和第二代測序技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了βC1蛋白抑制RNA沉默的“上線”——植物鈣調(diào)素類似蛋白rgs-CaM，該蛋白被證明是植物內(nèi)源的RNA沉默抑制子。遺傳學(xué)證據(jù)表明，“上線”rgs-CaM表達(dá)量決定著βC1的RNA沉默抑制和致病功能，過量表達(dá)rgs-CaM的轉(zhuǎn)基因煙草對TYLCCNV侵染表現(xiàn)為超敏感，而RNA干擾下調(diào)其表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株則表現(xiàn)為抗病。通過抽絲剝繭，進(jìn)一步深入分析發(fā)現(xiàn)了βC1通過上調(diào)rgs-CaM表達(dá)抑制植物RNA沉默通路中一個重要“元兇”—— RNA依賴的RNA聚合酶6（RDR6)，RDR6下調(diào)表達(dá)的轉(zhuǎn)基因煙草對雙生病毒的侵染表現(xiàn)為超敏感；更為重要的是，原本僅侵染茄科植物的TYLCCNV，可系統(tǒng)侵染擬南芥rdr6突變體植株，這直接證明RDR6介導(dǎo)的RNA沉默反應(yīng)對抵抗雙生病毒侵染起重要作用，并可限制病毒的寄主范圍。這些結(jié)果揭示了植物RNA沉默通路中新的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)了編碼能力有限的病毒通過操控寄主因子抑制RNA沉默防衛(wèi)反應(yīng)的新機(jī)制，同時表明了RDR6在識別DNA病毒來源的異常mRNA（aberrant mRNA）并引發(fā)RNA沉默的過程中起重要作用。
研究結(jié)果揭示了植物與雙生病毒在防御與反防御斗爭中復(fù)雜的分子互作，可為該類病害防治策略提供了新的思路和靶標(biāo)。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項目等的資助，相關(guān)研究成果于2014年2月6日發(fā)表在國際著名病原學(xué)期刊《科學(xué)公共圖書館 病原（PLoS Pathogens）》上。（通訊員 孫爻）
文章鏈接：http://www.plospathogens.org/article/info:doi/10.1371/journal.ppat.1003921
