本報訊 近日,中國農業科學院植物保護研究所周雪平團隊在國際知名期刊PLoS Pathogens上發表論文,揭示了雙生病毒致病新機制。該研究第一作者為博士生梅玉振,通訊作者為周雪平。
雙生病毒是在世界范圍內普遍發生的一類植物DNA病毒,在番茄、煙草、棉花、玉米、小麥、豆類、木薯等經濟和糧食作物上造成毀滅性危害。我國約60%的雙生病毒并沒有衛星DNA伴隨。那么,這類病毒又是如何在植物上致病產生癥狀的?
云南番茄曲葉病毒(TLCYnV)是團隊從云南番茄上分離到的雙生病毒,其基因組序列與中國番茄曲葉病毒(TYLCCNV)具有87.7%的同源性,若將TLCYnV和TYLCCNV的C4基因除去后進行同源比對,基因組的同源性高達97.2%。
分析表明TLCYnV是由TYLCCNV和中國辣椒黃曲葉病毒重組產生的新病毒,而且TLCYnV基因組除C4外絕大部分起源于TYLCCNV。TYLCCNV需要與衛星DNA分子共同侵染才能致病,而TLCYnV不伴隨有衛星DNA分子,病毒單獨侵染就能在寄主植物上誘導產生典型的植株矮化、葉片卷曲、組織突起等癥狀。
研究發現,TLCYnV編碼的C4蛋白在功能上替代了TYLCCNV伴隨的衛星DNA編碼的βC1蛋白,是癥狀決定因子和RNA沉默抑制子,但目前對其致病機制尚不明確。
該研究利用TLCYnV C4作為誘餌對煙草的cDNA文庫進行篩選,成功篩選到與C4互作的肝糖原合成酶激酶3蛋白NbSKη,通過PVX表達體系與反向遺傳學方法證明TLCYnV C4與NbSKη的互作決定了病毒癥狀的產生。利用細胞生物學等手段發現C4與NbSKη互作后改變了NbSKη的亞細胞定位,使NbSKη在細胞核中的積累量降低。
進一步研究揭示了雙生病毒蛋白通過影響植物的細胞周期促進病毒復制并產生癥狀的機制。