近日，中國農業科學院植物保護研究所作物有害生物功能基因組研究創新團隊發現植物病毒通過操控細胞自噬因子完成病毒侵染的新機制。相關研究成果在線發表在《新植物學家(New Phytologist)》上。
植物與病毒間看不見的斗爭一直持續，尤其是在分子層面更是短兵相接，競爭激烈。小部分病毒入侵細胞后，植物會很快反應并殺滅病毒。然而大量病毒入侵植物細胞后，植物防御系統來不及阻止病毒，而且病毒會利用植物細胞內的蛋白、物質加快病毒的繁殖和侵染。因此找出與病毒互作的植物蛋白，將為防治植物病毒病害提供新的候選靶標和抗性資源。
該研究以自然界危害最為嚴重的植物病毒之一蕪菁花葉病毒為對象，通過互作篩選實驗，發現蕪菁花葉病毒能夠招募和互作植物細胞內多種蛋白：細胞自噬受體蛋白、細胞自噬接頭蛋白、液泡膜特異性蛋白。有意思的是，植物病毒招募這些和細胞自噬相關的蛋白并沒有誘導病毒的細胞自噬降解，反而利用它們形成特殊的，供病毒復制、病毒粒子組裝的膜結構。這種膜結構向液泡內凹陷，避免了病毒進入液泡并被其包含的水解酶降解，并且這種膜結構提供給病毒一個安穩的場所，從而躲避了細胞的殺滅，贏得了斗爭。通過生化實驗和透射電鏡也驗證了這個發現：液泡膜特異性蛋白形成泡狀結構包裹著病毒復制復合體；通過電鏡觀察到大量的病毒粒子在侵染的葉片中被液泡膜包裹。該研究發現了植物的細胞自噬受體蛋白-接頭蛋白-液泡膜特異性蛋白能夠幫助病毒復制和侵染，根據這一發現，該研究還獲得了多個抗蕪菁花葉病毒的寄主靶標和抗性材料。
該研究得到國家自然科學基金、中國農科院科技創新工程等項目支持。（通訊員 歐陽燦彬）
原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/nph.16716
