3月7日，我院植物病毒與病毒基因工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在期刊《Molecular Plant》上在線發(fā)表了題為“A viral movement protein targets host catalases for 26 S proteasome-mediated degradation to facilitate viral infection and aphid transmission in wheat”的研究論文，我院博士研究生田淑媛為論文第一作者。吳云鋒教授和趙磊副教授為論文共同通訊作者。
由大麥黃矮病毒（BYDV）侵染引起的小麥黃矮病是危害我國(guó)西北、華北、黃淮等麥區(qū)的重要病害。通常秋苗感病后，經(jīng)麥蚜遷飛傳毒快速流行，造成小麥黃化矮縮，減產(chǎn)、絕收，該病害被稱(chēng)為麥類(lèi) “癌癥”。由于對(duì)病毒致病和蚜蟲(chóng)傳毒機(jī)理不清楚，長(zhǎng)期以來(lái)制約病害防控。
維持活性氧（ROS）穩(wěn)態(tài)對(duì)于受病毒感染的植物生長(zhǎng)和存活至關(guān)重要，許多病毒可破壞寄主植物體內(nèi)的ROS平衡，導(dǎo)致植物產(chǎn)生黃化和壞死癥狀。而病毒也可以通過(guò)控制植物的ROS穩(wěn)態(tài)來(lái)促進(jìn)自身的侵染和積累。過(guò)氧化氫酶（CATs）幾乎是所有需氧生物中發(fā)現(xiàn)的最古老的抗氧化酶之一，該酶能將細(xì)胞代謝活動(dòng)產(chǎn)生的H2O2分解為水和氧，以維持植物體內(nèi)的ROS穩(wěn)態(tài)。
圖1. 病毒運(yùn)動(dòng)蛋白（MP）過(guò)表達(dá)促進(jìn)病毒（BYDV）的侵染和黃矮表型的出現(xiàn)
本研究發(fā)現(xiàn)病毒的運(yùn)輸?shù)鞍祝∕P）過(guò)表達(dá)顯著促進(jìn)了小麥中ROS的積累，導(dǎo)致黃矮表型的出現(xiàn)。相反，小麥為了抵御病毒感染擴(kuò)展，利用自身TaCATs抑制病毒侵染。病毒又為了反防御，克服TaCATs抑制，MP通過(guò)26 S 蛋白酶體途徑，促進(jìn)蛋白酶體受體蛋白PSMD2和TaCAT1的互作，從而促進(jìn)TaCATs的降解。TaCATs被降解后破壞了小麥體內(nèi)的ROS平衡，導(dǎo)致ROS含量升高。ROS含量的升高促進(jìn)了BYDV的積累，同時(shí)又抑制了介體蚜蟲(chóng)的繁殖，并促進(jìn)了有翅蚜的產(chǎn)生，推動(dòng)了有翅蚜遷飛到健康小麥開(kāi)始下一輪循回傳毒。
圖2. MP蛋白促進(jìn)BYDV侵染和傳播機(jī)理的模式圖
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和科技部引進(jìn)高端外國(guó)專(zhuān)家計(jì)劃項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.03.004
編輯：劉小鳳
審核：郭 軍
