活性氧（ROS）对生物体的基本生物过程和应激反应既有益处也有弊端。在植物中，生物胁迫和非生物胁迫都会导致几种不同亚细胞区室产生ROS（Mittler 2017）。线粒体是ROS的另一个重要来源，线粒体ROS（mROS）参与植物的防御和免疫以及细胞信号传导。然而，尽管真核生物中线粒体的组装和整体功能高度保守，但负责植物防御和免疫的线粒体过程仍知之甚少。
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。
该研究以黄瓜绿斑驳花叶病毒（CGMMV）为研究对象，病毒通过劫持寄主线粒体蛋白 ATPδ，从而清除超氧阴离子，帮助自身侵染。在该研究中，作者探讨了黄瓜绿斑驳花叶病毒（CGMMV）的外壳蛋白（CP）与线粒体ATP合酶δ亚基（ATPδ）之间的相互作用。利用烟草脆裂病毒介导的病毒诱导的基因沉默技术沉默ATPδ，阻碍了黄瓜绿斑驳花叶病毒在本氏烟叶片中的积累。在转基因植物中过表达ATPδ以及瞬时表达均促进了黄瓜绿斑驳花叶病毒的感染。硝基蓝四唑（NBT）和3,3'-二氨基联苯胺（DAB）染色结果显示，ATPδ抑制了超氧阴离子（O₂⁻）的产生，但对过氧化氢（H₂O₂）的产生没有影响。用活性氧抑制剂DPI处理感染黄瓜绿斑驳花叶病毒的叶片，引发了活性氧爆发，从而抑制了病毒的感染。反转录定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）和超氧化物歧化酶（SOD）活性测定表明，ATPδ、黄瓜绿斑驳花叶病毒感染以及外壳蛋白表达特异性地诱导了NbFeSOD3/4的表达和SOD活性，而沉默NbFeSOD3/4则抑制了黄瓜绿斑驳花叶病毒的侵染。推测，黄瓜绿斑驳花叶病毒的外壳蛋白与ATPδ相互作用并劫持它，通过上调NbFeSOD的表达，进而增强SOD活性，从而加强了对超氧阴离子的清除。
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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