植物病毒通过胞间连丝实现细胞间传播，并通过筛管进行扩散，从而建立对植物的感染 (Seo et al., 2013)。因此，阻止病毒的移动可以增强植物的抗性。马铃薯Y病毒属病毒 (Potyviruses) 是植物RNA病毒的主要组群之一，对农业经济造成严重影响。大量证据表明，马铃薯Y病毒属病毒以病毒颗粒的形式进行胞间移动 (Yang et al., 2021)。马铃薯Y病毒包膜蛋白 (CP) 的突变会破坏病毒颗粒的组装，从而抑制病毒的细胞间移动和系统性扩散 (Seo et al., 2013)。近日，JIPB发表了韩国首尔国立大学Jang-Kyun Seo课题组题为“Conferring non-strain-specific resistance to a
potyvirus via overexpression of mutant potyviral coat proteins in soybean”的短文 (https://doi.org/10.1111/jipb.13823)。此前，该课题组在大豆花叶病毒 (SMV；马铃薯Y病毒属) 中鉴定出能够破坏病毒颗粒组装和细胞间移动的CP突变体 (Seo et al.,
2013)。本研究进一步发现，在植物中表达病毒突变型包膜蛋白 (CP mutants) 能够阻止病毒颗粒的装配，实现对病毒的广谱抗性，并验证了这种方法适用于大豆花叶病毒及其他马铃薯Y病毒。研究人员将野生型CP (CPWT) 和SMV包膜蛋白突变体 (CPD250A) 转基因植物接种带有绿色荧光蛋白 (GFP) 的pSMV-GFP病毒，以可视化追踪病毒的系统性传播。在接种后20天，CPWT转基因植物表现出SMV的系统性感染，而CPD250A转基因植物未观察到病毒的传播 (图1)。CPD250A转基因大豆对五种不同致病型SMV株系均表现出抗性，即非株系特异性抗性。此外，研究人员还将CP突变位点分别引入其他马铃薯Y病毒，如辣椒斑驳病毒PepMoV-GFP (D259位点) 和西葫芦黄花叶病毒ZYMV-GFP (D264位点) 中，发现与SMV CPD250A对应的CP突变体可能普遍抑制马铃薯Y病毒属病毒的胞间移动和系统性传播。![]()
图1. 使用荧光成像系统在感染后20天对CPWT‐和CPD250A‐转基因大豆植物进行SMV‐GFP感染的可视化追踪
这项研究展示了一种新的策略，通过在植物中表达突变的病毒包膜蛋白来增强植物对病毒的广谱抗性。这种方法为农作物提供了一条新的抵抗病毒感染的途径。韩国首尔国立大学的Sun‐Jung Kwon为文章第一作者，Jang‐Kyun Seo和Kook‐Hyung Kim为共同通讯作者。此外，首尔国立大学的Myung‐Hwi Kim，韩国东亚大学的的Hye Jeong Kim，Young‐Soo Chung以及美国Flagship Pioneering公司的Phu‐Tri Tran参与了该研究。参考文献：
Seo, J.K., Vo
Phan, M.S., Kang, S.H., Choi, H.S., and Kim, K.H. (2013). The charged residues in the surface-exposed C-terminus of the
soybean mosaic virus coat protein are critical for cell-to-cell movement.
Virology 446: 95–101.
Yang, X., Li, Y., and Wang, A. (2021). Research advances in potyviruses: From the laboratory bench
to the field. Annu. Rev. Phytopathol. 59: 1–29.
文章引用：
Kwon, S.-J., Kim, M.-H., Kim, H.J., Tran, P.-T., Chung, Y.-S., Kim, K.-H. and Seo, J.-K. (2024) Conferring non-strain-specific resistance to a potyvirus via overexpression of mutant potyviral coat proteins in soybean. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.13823
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