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经济作物病毒病害课题组发现植物RDR1蛋白参与寄主植物防御类病毒侵染

     作者:李世访   点击数: 次      发布时间:2021-07-27

7月25日,中国农科院亚搏app经济作物病毒病害课题组,在植物病理学主流期刊 《分子植物病理学(Molecular Plant Pathology)》发表了题为“RNA-dependent RNA polymerase 1 delays the accumulation of viroids in infected plants”的研究论文。该论文发现植物RNA依赖的RNA聚合酶1(RDR1)参与寄主植物防御类病毒的侵染,丰富了我们对植物类病毒与宿主相互作用的认识。

类病毒是一种可以自主复制的非编码的环状单链RNA分子,大小在246 nt-475 nt,迄今为止只在高等植物中发现。根据其复制模式及分子结构特点,分为在细胞核中复制的不具有核酶结构的马铃薯纺锤块茎类病毒科(Pospiviroidae)和在叶绿体中进行复制并具有核酶结构的鳄梨日斑类病毒科(Avsunviroidae)。类病毒虽然很。鸩『Φ难现爻潭,跟病毒毫不逊色,尤其对蔬菜和果树等重要经济作物的生产构成很大的威胁。其中,马铃薯纺丝块茎类病毒(PSTVd)是马铃薯纺锤块茎类病毒科马铃薯纺锤块茎类病毒属的代表种,该类病毒可在自然状态下侵染马铃薯、番茄、辣椒、茄子和甘薯等数十种经济作物,造成严重的经济损失。植物RNA依赖的RNA聚合酶1(RDR1)已被证实在抗植物病毒防御过程中起着重要作用,但其在植物防御类病毒侵染过程中的作用尚不清楚。本研究利用PSTVd和番茄/烟草组合探究了RDR1在植物抗类病毒侵染中的作用机制。

研究发现过表达RDR1基因(NtRDR1)的本氏烟,可在侵染初期抑制PSTVd基因组RNA和PSTVd-sRNA(sRNA)的积累,但是在侵染后期抑制作用不明显。相反,番茄RDR1(SlRDR1a)基因沉默的植株增加了对PSTVd侵染的敏感性,提升了PSTVd的积累量。水杨酸(SA)预处理番茄可诱导植株SlRDR1a的表达,增强对PSTVd侵染的防御能力,研究也进一步证明了RDR1参与了SA介导番茄抵御PSTVd的防御响应。本研究是有关植物RDR1蛋白参与植物防御类病毒的首次报道,丰富了我们对植物类病毒与宿主相互作用的认知,为植物类病毒病害的防治提供了新的思路和方法。

亚搏app李世访研究员和亚搏app/西南大学柑桔研究所周常勇研究员为论文的共同通讯作者,中国农科院与西南大学联合培养2018级博士研究生李帅为论文第一作者,中国农科院亚搏app张志想副研究员参与了相关工作。该研究得到国家自然科学基金(32072395),国家重点研发计划政府间合作专项(2017YFE0110900),以及中国热带农业科学院基本科研业务费(1630042021015)的资助。

文章链接:

https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mpp.13104

下调番茄SlRDR1a基因的表达提高植物对PSTVd侵染的敏感性。PSTVd接种沉默SlRDR1a基因的番茄(TRV: SlRDR1a),28天后,系统叶表现出严重的叶卷曲以及皱缩症状。

 

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