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    作者:李晨 來源:中國科學報 發布時間:2021/7/29 16:50:14
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    植物RNA聚合酶參與類病毒侵染防御

     

    下調番茄SlRDR1a基因表達提高植物對PSTVd侵染的敏感性(嚴重的葉卷曲以及皺縮癥狀)中國農科院供圖

    7月25日,《分子植物病理學》(Molecular Plant Pathology)在線發表了中國農業科學院植物保護研究所經濟作物病毒病害課題組最新成果。他們研究發現,植物RNA依賴的RNA聚合酶1(RDR1)參與寄主防御類病毒的侵染,并參與水楊酸(SA)介導的植物對類病毒侵染的防御響應,豐富了我們對植物類病毒與宿主相互作用的認識。相關研究成果在線發表在植物病理學主流期刊。

    據論文通訊作者李世訪研究員介紹,類病毒是一種可以自主復制的非編碼的環狀單鏈RNA分子,大小在246 nt-475 nt,迄今為止只在高等植物中發現。類病毒雖然很小,但引起病害的嚴重程度,跟病毒毫不遜色,尤其對蔬菜和果樹等重要經濟作物的生產構成很大的威脅。

    其中,馬鈴薯紡絲塊莖類病毒(PSTVd)是馬鈴薯紡錘塊莖類病毒科馬鈴薯紡錘塊莖類病毒屬的代表種,該類病毒可在自然狀態下侵染馬鈴薯、番茄、辣椒和茄子等數十種經濟作物,造成嚴重的經濟損失。植物RNA依賴的RNA聚合酶1已被證實在抗植物病毒防御過程中起著重要作用,但其在植物防御類病毒侵染過程中的作用尚不清楚。

    該研究利用馬鈴薯紡絲塊莖類病毒和番茄/煙草組合探究了RNA聚合酶1在植物抗類病毒侵染中的作用機制。

    研究發現過表達RNA聚合酶1基因(NtRDR1)的本氏煙,可在侵染初期抑制馬鈴薯紡絲塊莖類病毒基因組RNA和PSTVd-sRNA(sRNA)的積累,但是在侵染后期抑制作用不明顯。

    相反,番茄RNA聚合酶1(SlRDR1a)基因沉默的植株增加了對馬鈴薯紡絲塊莖類病毒侵染的敏感性,提升了馬鈴薯紡絲塊莖類病毒的積累量。水楊酸預處理番茄可誘導植株番茄RNA聚合酶1的表達,增強對馬鈴薯紡絲塊莖類病毒侵染的防御能力,研究也進一步證明RNA聚合酶1參與了水楊酸介導番茄抵御馬鈴薯紡絲塊莖類病毒的防御響應。

    該研究是有關植物RNA聚合酶1蛋白參與植物防御類病毒的首次報道,豐富了我們對植物類病毒與宿主相互作用的認知,為植物類病毒病害的防治提供了新的思路和方法。

    該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃政府間合作專項,以及中國熱帶農業科學院基本科研業務費的資助。

    相關論文信息:https://doi.org/10.1111/mpp.13104

     
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