植保所解析植物抗双生病毒新机理

近日，中国农业科学院植物保护研究所作物病原生物功能基因组研究创新团队在《分子植物病理学（ Molecular Plant Pathology ）》在线发表论文，揭示了本氏烟I型WRKY转录因子在桑花叶型矮缩相关双生病毒诱导细胞死亡中的作用机理。

双生病毒是一类世界范围内广泛发生的单链环状DNA病毒，对玉米、棉花、木薯、番茄和烟草等作物造成毁灭性危害。近年来，随着高通量测序技术的发展，科学家们不断鉴定出新的双生病毒，发现双生病毒还危害苹果、柑橘和桑树等多年生木本植物。

桑花叶型萎缩病在我国的江苏、浙江、陕西等地的桑园均有发生，造成严重病害。前期研究发现，该病害是由双生病毒科新属的一个新种——桑花叶型矮缩相关双生病毒（MMDaV）危害引起。然而，由于木本植物的生长周期长，因此对该病毒致病及植物抗病机理鲜有报道。作物病原生物功能基因组研究创新团队构建了MMDaV的侵染性克隆，利用模式植物本氏烟研究了MMDaV与植物的互作，发现MMDaV能够激活本氏烟的抗性反应产生细胞死亡。对MMDaV编码的7个蛋白进行分析，发现MMDaV编码的复制相关蛋白A（RepA）能够在本氏烟上引起细胞死亡。通过构建8个RepA的突变体并对不同突变体诱导细胞死亡的能力以及亚细胞定位进行分析，发现RepA完全定位于细胞核的能力对其引起细胞死亡是必需的。进一步对RepA引起细胞死亡的机理进行研究，发现RepA上调本氏烟I型WRKY转录因子（NbWRKY1）的表达；利用病毒诱导的基因沉默降低NbWRKY1的表达，能够抑制RepA和MMDaV引起的细胞死亡。研究还发现，在本氏烟中过量表达RepA还能够增强植物对番茄黄曲叶病毒等双生病毒的抗性。该研究发掘了一条植物抗病毒侵染的途径，当植物受MMDaV侵染后识别MMDaV编码的RepA蛋白，并上调NbWRKY1的表达，激活植物抗病毒反应并引起细胞死亡，减轻病毒对植物的危害。研究结果为今后改造植物对双生病毒的抗性提供了重要靶标。

中国农业科学院植物保护研究所杨秀玲研究员和周雪平教授为论文共同通讯作者，博士生孙少双为第一作者。中国农业科学院植物保护研究所李世访研究员和广东省农科院植物保护研究所何自福研究员团队参与了该项研究。该研究得到国家自然科学基金国际合作重点项目和面上项目的资助。

论文链接：http://doi.org/10.1111/mpp.13156

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