近日，中國農業科學院鄭州果樹研究所（以下簡稱鄭果所）瓜果質量安全監測與控制技術團隊在《植物細胞報告》（Plant Cell Reports）上發表研究論文。該研究揭示，在西瓜中響應小西葫蘆黃花葉病毒（ZYMV）的關鍵基因PR1具有抗病毒功能。
接種ZYMV后，對照植株出現新葉（左下）畸形、老葉（右下）葉脈壞死等癥狀，而ClPR1過表達植株（上圖）新老葉均表現為輕微花葉癥狀。受訪者供圖
小西葫蘆黃花葉病毒是一種全球范圍內廣泛分布的正單鏈RNA病毒，可造成葫蘆科作物嚴重減產。在病害防治中，抗病育種是最經濟有效的方法。然而目前在葫蘆科作物中僅鑒定到兩個相關的隱性基因。
西瓜938-16-B是該團隊前期篩選出的具有小西葫蘆黃花葉病毒抗性的野生資源，病毒侵染該品種后，會觸發植株過敏反應，進而抑制病毒的增殖。
為了深入探討抗病機制，該團隊通過轉錄組和蛋白組聯合分析，鑒定出抗病關鍵基因PR1。研究發現，過表達ClPR1能夠顯著提高易感品種對小西葫蘆黃花葉病毒的抗性。
PR1是植物受到病原體脅迫后產生的一種小分子蛋白。過去的研究已經證實了其對真菌、卵菌和細菌的抗性作用。對于病毒，在此之前尚無證據表明PR1具有抗病功能。
該研究證明在植物抗病毒過程中，PR1不僅僅只是抗病反應的標記基因，更重要的是它具有抗病毒功能，這一結果為未來抗病育種工作提供新的基因資源。
此外，研究采用團隊自主研發的VIGS載體和過表達載體，克服了葫蘆科作物遺傳轉化效率低的問題，成功實現了目標基因快速高效的系統沉默和超量表達，為葫蘆科作物基因功能研究提供了強有力的技術支撐。
鄭果所郝小苑、劉楓楠為論文共同第一作者，副研究員康保珊為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家西甜瓜產業技術體系、中國農科院創新工程等項目資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1007/s00299-024-03364-y
