3月7日，我院植物病毒與病毒基因工程技術研究團隊在期刊《Molecular Plant》上在線發(fā)表了題為“A viral movement protein targets host catalases for 26 S proteasome-mediated degradation to facilitate viral infection and aphid transmission in wheat”的研究論文，我院博士研究生田淑媛為論文第一作者。吳云鋒教授和趙磊副教授為論文共同通訊作者。
由大麥黃矮病毒（BYDV）侵染引起的小麥黃矮病是危害我國西北、華北、黃淮等麥區(qū)的重要病害。通常秋苗感病后，經麥蚜遷飛傳毒快速流行，造成小麥黃化矮縮，減產、絕收，該病害被稱為麥類 “癌癥”。由于對病毒致病和蚜蟲傳毒機理不清楚，長期以來制約病害防控。
維持活性氧（ROS）穩(wěn)態(tài)對于受病毒感染的植物生長和存活至關重要，許多病毒可破壞寄主植物體內的ROS平衡，導致植物產生黃化和壞死癥狀。而病毒也可以通過控制植物的ROS穩(wěn)態(tài)來促進自身的侵染和積累。過氧化氫酶（CATs）幾乎是所有需氧生物中發(fā)現的最古老的抗氧化酶之一，該酶能將細胞代謝活動產生的H2O2分解為水和氧，以維持植物體內的ROS穩(wěn)態(tài)。
圖1. 病毒運動蛋白（MP）過表達促進病毒（BYDV）的侵染和黃矮表型的出現
本研究發(fā)現病毒的運輸蛋白（MP）過表達顯著促進了小麥中ROS的積累，導致黃矮表型的出現。相反，小麥為了抵御病毒感染擴展，利用自身TaCATs抑制病毒侵染。病毒又為了反防御，克服TaCATs抑制，MP通過26 S 蛋白酶體途徑，促進蛋白酶體受體蛋白PSMD2和TaCAT1的互作，從而促進TaCATs的降解。TaCATs被降解后破壞了小麥體內的ROS平衡，導致ROS含量升高。ROS含量的升高促進了BYDV的積累，同時又抑制了介體蚜蟲的繁殖，并促進了有翅蚜的產生，推動了有翅蚜遷飛到健康小麥開始下一輪循回傳毒。
圖2. MP蛋白促進BYDV侵染和傳播機理的模式圖
該研究得到了國家自然科學基金和科技部引進高端外國專家計劃項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.03.004
編輯：劉小鳳
審核：郭 軍
