新成果揭示植物病毒“作惡”過程

◎本報記者 王延斌 通訊員 王 靜

春天到了，萬物復甦，但那些看不見、摸不着的病毒也開始“興風作浪”。植物得了病毒病，生長會受阻。病毒是如何在植物體內“作惡”的？這一機制一直未被揭示。

日前，山東農業大學園藝科學與工程學院教授包志龍和馬方放領銜的園藝作物抗病及品質遺傳改良育種團隊解開了上述謎題。他們以番茄為模式植物，從分子機理上揭示了病毒“作惡”機制：病毒挾持並重新編排植物細胞週期調控蛋白的功能，以此繁殖病毒，從而限制植物生長。他們創制了改變細胞週期調控蛋白功能的遺傳材料，明確了其對病毒病的抗性，為抗病育種開闢了新思路。相關論文發表於國際期刊《細胞—宿主與微生物》。

我國是番茄生產消費第一大國。根據世界糧農組織數據，2022年我國番茄產量在6900萬噸以上，佔世界總產量的38%以上。當前危害我國番茄生產的病害主要是病毒病，其中，黃化曲葉病毒病、褪綠病毒病、褐色皺紋果病毒病最為嚴重。培育抗病品種是抵禦病毒病危害的最有效途徑。

包志龍告訴記者，想要培育抗病品種，明確病毒的繁殖機制是關鍵。“就番茄而言，黃化曲葉病毒和褪綠病毒分別屬於DNA和RNA病毒範疇，在宿主體內複製繁殖的機制有較大差異。這兩種病毒是否挾持共性的宿主蛋白，搞清楚這個問題很關鍵。”包志龍説。

該團隊發現，番茄黃化曲葉病毒和褪綠病毒均挾持細胞週期調控關鍵蛋白複合體APC/C的激發子CDC20，通過兩種方式改變APC/C的活性。同時，病毒對植物細胞週期調控因子功能的重新編排，抑制了植物的正常發育。

《細胞—宿主與微生物》審稿人認為，該論文不僅為理解病毒與植物互作新機制提供了重要線索，對病毒如何編排宿主細胞核內生物學過程提供了更深層次見解，也為抗病育種提供了新思路。