浙江大学博士后以第一作者在Nature Communications发表研究成果，揭示植物病毒传播新机制
学术
2024-11-03 15:04
法国
植物病毒是农业领域内重要的致病因素之一，尤其是那些由烟粉虱、蚜虫等半翅目昆虫携带并传播的病毒，这类病毒也被称为虫媒病毒。鉴于双生病毒等虫媒病毒在过去几十年间造成的广泛破坏，科研人员对媒介昆虫如何传播这些病毒展开了深入研究。这类昆虫通常会在含有病毒的植物上进食，然后迁移到健康植物上继续进食，同时将病毒释放到新宿主体内，导致病毒感染的发生。此外，当媒介昆虫进食时，会引发植物内部生理和生化状态的显著变动，而这些变动对病毒后续感染过程的影响，以及病毒如何在这种环境下保持其感染能力，目前尚不清楚。近日，浙江大学昆虫科学研究所刘树生/潘李隆团队在国际知名期刊Nature Communications上发表了题为“Viral proteins resolve the virus-vector conundrum during hemipteran-mediated transmission by subverting salicylic acid signaling pathway”的研究论文，揭示了虫媒病毒如何通过干预媒介昆虫进食引起的植物抗病毒免疫反应来促进自身传播的具体分子机制。这项研究聚焦于双生病毒及其主要传播媒介烟粉虱之间的关系。研究结果显示，当烟粉虱进食植物时，会导致植物体内水杨酸水平急剧上升，这有助于增强植物对双生病毒等多种病毒的抵抗力。但是，当双生病毒与其辅助卫星病毒共同作用时，这种因烟粉虱进食而增强的植物抗性会被明显削弱，即卫星病毒能够在烟粉虱进食的情况下维持双生病毒在植物中的感染。更进一步的探索表明，卫星病毒通过干扰植物的水杨酸信号传导路径来实现这一效果，而卫星病毒编码的βC1蛋白在此过程中扮演着核心角色。具体来说，βC1蛋白通过与植物的热休克蛋白90相互作用，阻止了水杨酸信号途径中关键抑制因子NPR3的降解。除此之外，研究还发现两种由蚜虫传播的病毒编码的蛋白质同样能够干扰植物的水杨酸信号途径，并通过与热休克蛋白90的相互作用来阻止NPR3的降解。这项研究全面揭示了在媒介昆虫介导的病毒传播过程中，媒介昆虫、植物病毒和植物三者之间复杂的相互作用及其对病毒扩散的推动作用和背后的分子机制。植物病毒通过干扰水杨酸信号转导促进自身被媒介昆虫传播的模式图浙江大学昆虫所博士后张婧茹为论文第一作者，浙江大学昆虫所潘李隆博士为论文通讯作者。研究还获得了包括刘树生教授、周雪平教授、汪俏梅教授、王晓伟教授、刘银泉副教授在内的多位专家的支持，以及美国加州大学河滨分校的Linda Walling教授和澳大利亚昆士兰大学的Myron Zalucki教授的协助。该研究受到了多项国家级项目的支持，包括国家重点研发计划、国家自然科学基金青年项目和重点项目，以及现代农业产业技术体系岗位科学家项目等。近年来，潘李隆博士专注于研究媒介昆虫对植物病毒的传播机制，并已在多个国际知名期刊上发表了重要成果。![]()
