茉莉酸(JA)是一种氧化脂肪酸类的植物激素,对植物的成长发育及其对抗病原菌的免疫反应至关重要。已有研究表明,在水稻抵御病毒侵染的过程中,JA信号路径扮演了关键角色。然而,对于水稻病毒蛋白如何操控宿主因子影响JA路径的具体分子机制仍不完全明了。
作为我国主要粮食作物之一,水稻长期面临多种病毒性疾病的威胁。虽然在抗性基因的研究上国内外科学家已取得了显著成就,但我们对不同类型的水稻病毒致病共性机制的认识尚浅,这极大地限制了广谱抗病毒策略的发展。因此,深入挖掘水稻广谱抗病基因并探索其背后的抗病机制,对于推动水稻抗病毒分子育种进程具有重要意义。
近日,宁波大学农产品质量安全全国重点实验室陈剑平院士和孙宗涛研究员团队在《Advanced Science》上在线发表了题为“Evolutionary-Distinct Viral Proteins Subvert Rice Broad-Spectrum Antiviral Immunity Mediated by the RAV15-MYC2 Module”的研究论文,该研究揭示了几种不同类型的水稻病毒编码的关键致病蛋白如何通过与植物特有的RAV型转录因子OsRAV15互作,抑制OsRAV15-OsMYC2模块介导的茉莉酸抗病毒通路,从而促进病毒的侵染和传播。
这项研究发现了一个能与多种不同的病毒蛋白(如SP8、P2、M)相互作用的特有植物RAV型转录因子OsRAV15,并通过转基因植株实验确认了OsRAV15是一个广谱抗病毒调控因子。进一步的研究表明,OsRAV15能够与JA的重要转录因子OsMYC2/3发生特异性互作,共同激活JA相关基因的表达,增强JA介导的抗病毒免疫反应。同时,研究还指出,各种类型的病毒蛋白可以通过干扰OsRAV15与OsMYC2之间的相互作用来抑制这种抗病毒能力,但不影响OsRAV15与OsJAZ4的互作。这些发现揭示了病毒利用自身编码的蛋白质抑制OsRAV15-OsMYC2介导的抗病毒功能的新机制。这一成果不仅深化了我们对植物病毒致病机理及水稻抗病途径的理解,也为病毒性疾病防控和遗传改良作物抗病性提供了新的靶标和策略。
宁波大学植物病毒学研究所张合红副研究员为论文第一作者,孙宗涛研究员为论文通讯作者,陈剑平院士提供了重要指导和支持。该项研究得到了农业生物育种重大专项、国家自然科学基金、中国科协青年人才托举工程等项目的资助。
孙宗涛,博士生导师。农业农村部植保生物技术重点实验室副主任,农业农村部大豆“症青”防控专家组成员。国家自然科学优秀青年基金获得者(2020年)。主要从事植物病虫危害机理以及寄主抗性途径等方面研究工作。