河南农业大学植保院硕士生第一作者在一区TOP期刊发表植物防御和免疫方面的研究成果

学术   2024-12-08 21:03   法国  

活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)在生物体内的基础生物过程和应激响应中扮演着双重角色,既有正面影响也有负面作用。对于植物而言,无论是生物性还是非生物性的胁迫,都能引发细胞内不同亚细胞区域ROS的生成增加(Mittler 2017)。线粒体作为ROS的一个关键来源,其所产生的mROS参与了植物防御机制、免疫反应及细胞间的信号传递。不过,尽管真核生物线粒体的构建和整体功能保持高度保守,有关线粒体如何具体参与植物防御和免疫的过程却了解有限。

近日,河南农业大学植物保护学院李洪连/施艳教授团队的研究成果《Cucumber Green Mottle Mosaic Virus Coat Protein Hijacks Mitochondrial ATPδ to Promote Viral Infection》在国际著名期刊Molecular Plant Pathology上发表。这项研究聚焦于黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber Green Mottle Mosaic Virus, CGMMV),揭示了该病毒通过其外壳蛋白(Coat Protein, CP)与寄主植物线粒体中的ATP合酶δ亚基(ATPδ)相互作用,进而抑制超氧阴离子(superoxide anion, O₂⁻)的产生,帮助病毒实现更有效的侵染。

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河南农业大学/福建农林大学联合在植物学领域权威期刊(IF=13.8)发表水稻病毒致病机制研究的最新成果
研究者们使用烟草脆裂病毒介导的基因沉默技术降低了ATPδ的表达水平,这一操作显著阻碍了CGMMV在本氏烟叶片中的积累。相反,在转基因植物中过表达ATPδ或瞬时表达ATPδ则增强了CGMMV的感染能力。进一步的实验表明,ATPδ能够特异性地抑制O₂⁻的生成,但对H₂O₂的生成无明显影响。当用活性氧抑制剂DPI处理受CGMMV感染的叶片时,观察到了ROS的爆发,这反过来又抑制了病毒的感染进程。
此外,RT-qPCR和SOD活性测定显示,ATPδ、CGMMV感染以及CP的表达共同诱导了NbFeSOD3/4的表达,并提高了SOD活性,而NbFeSOD3/4的沉默则减弱了CGMMV的侵染。基于这些发现,研究人员认为CGMMV的CP可能通过与ATPδ的相互作用并将其劫持,上调NbFeSOD的表达以增强SOD活性,从而有效清除O₂⁻,促进了病毒的感染。
该研究主要由河南农业大学李洪连/施艳教授课题组完成。植保学院副教授杨雪和已毕业硕士姜兴林为论文第一作者。施艳教授为论文通讯作者。此外,河南农业大学李洪连教授、宁波大学鲁宇文研究员和沈阳农业大学夏子豪副教授也参与了该工作。该研究得到了国家自然科学基金和农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室开放课题的资助。

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