科技日報(bào)北京1月24日電(記者瞿劍)中國農(nóng)科院植物保護(hù)研究所所長周雪平教授領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì),利用細(xì)胞生物學(xué)等手段揭示了植物雙生病毒致病新機(jī)制。相關(guān)研究成果新近發(fā)表于國際病原學(xué)權(quán)威期刊《公共科學(xué)圖書館-病原體(PLoS Pathogens)》上。
周雪平介紹,雙生病毒是世界范圍內(nèi)普遍發(fā)生的一類植物DNA病毒,在全球番茄、煙草、棉花、玉米、小麥、豆類、木薯等經(jīng)濟(jì)和糧食作物上造成毀滅性危害。該團(tuán)隊(duì)在前期研究中發(fā)現(xiàn)雙生病毒伴隨的衛(wèi)星分子編碼的bC1蛋白是一個重要的致病因子,也是一個RNA沉默抑制子,并揭示了雙生病毒利用bC1蛋白逃避植物利用RNA沉默防御病毒侵染的分子機(jī)制。但我國約60%的雙生病毒并沒有衛(wèi)星DNA伴隨,那么,這類病毒又是如何在植物上致病呢?
該團(tuán)隊(duì)利用云南番茄曲葉病毒(TLCYnV) C4作為誘餌對煙草的cDNA文庫進(jìn)行篩選,成功篩選到與C4互作的肝糖原合成酶激酶3蛋白NbSKη,通過PVX表達(dá)體系與反向遺傳學(xué)方法證明TLCYnV C4與 NbSKη的互作決定了病毒癥狀的產(chǎn)生。利用細(xì)胞生物學(xué)等手段發(fā)現(xiàn)C4與NbSKη互作后改變了NbSKη的亞細(xì)胞定位,使NbSKη在細(xì)胞核中的積累量降低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在健康植物中NbSKη能夠在細(xì)胞核中磷酸化細(xì)胞周期蛋白D (NbCycD1;1),促進(jìn)26S蛋白酶體對NbCycD1;1的降解從而負(fù)調(diào)控細(xì)胞分裂;而C4與NbSKη互作后引起NbSKη在細(xì)胞核中積累量的下降干擾了NbSKη對NbCycD1;1的磷酸化,增加了NbCycD1;1的穩(wěn)定性,促進(jìn)已分化的植物細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期,從而創(chuàng)造有利于雙生病毒復(fù)制的細(xì)胞環(huán)境,并在葉表面引起組織突起癥狀。