陕西
近日，山东农业大学郭忠新教授团队在Plant Physiology在线发表了题为Dual functional plant gene inhibits viral infection and development of systemic necrosis symptom by distinct mechanisms in Arabidopsis的研究论文。该研究发掘并鉴定出全新的植物抗病毒RNAi调控因子AVI5，系统阐明了该基因通过两种截然不同的分子机制，分别调控植物抗病毒RNAi免疫通路、抑制病毒诱导的植株系统性坏死病症。该成果完善了植物精准抗病毒的分子调控网络，为抗病毒育种提供了新的理论知识基础。
抗病毒RNAi（RNA interference）是真核生物中一种高度保守的广谱抗病毒免疫。病毒侵染寄主后在复制过程中产生的病毒dsRNA被寄主DCL蛋白所识别，并切割产生初级病毒小RNA（vsiRNAs），而这些vsiRNAs被装载到AGO蛋白上形成RNA诱导的沉默复合体（RISC），从而通过转录后基因沉默或转录水平基因沉默介导抗病毒免疫。寄主RDR蛋白通过扩增进一步产生更多的次级vsiRNAs，有效加强对病毒侵染的防御。实验室前期利用病毒沉默抑制子2b缺失的黄瓜花叶病毒（CMV）突变体（CMV-Δ2b）建立高效遗传筛选体系，挖掘了多个抗病毒RNAi途径中新基因（Antiviral RNAi immunity, AVI），深入揭示了植物抗病毒免疫作用机理（PNAS, 2017; Plant Physiology, 2018; Nature Reviews Immunology, 2019; Horticulture Research, 2023; Plant Communications, 2026）。然而，植物应对病毒侵染的精准调控机制仍不清楚，新的关键功能基因与调控通路仍有待发掘。
该研究依托成熟的遗传筛选体系，成功分离到两个全新的植物抗病毒缺陷突变体（avi突变体）。通过全基因组重测序分析发现，两株突变体均存在一段高度相近的大片段染色体缺失，且该片段内的特异基因AVI5缺失突变导致了突变体的抗病毒免疫缺陷。分析发现AVI5编码一个功能未知的膜蛋白，其同源蛋白在真核生物中高度保守。进一步研究作用机理发现，AVI5通过促进初级及次级vsiRNA的生物合成调控植物抗病毒RNAi；同时发现，AVI5还通过调控ROS爆发，抑制病毒诱导的植物系统坏死病症。
综上，AVI5作为一个罕见的双功能抗病毒新基因，通过独立的分子机制，分别促进小RNA介导的抗病毒免疫并抑制ROS介导的植株坏死症状，精细调控植物对病毒侵害的防御。
该论文由山东农业大学、福建农林大学、加州大学河滨分校合作完成。已毕业博士研究生金丽颖（现上海交通大学博士后）、已毕业硕士研究生郭梓琪、福建农林海峡联合研究院肖嘉靖副教授为论文共同第一作者；实验室已毕业硕士生陈梦娜，在读博士生金仕怀、牛江帅、周耀贵共同参与了此项研究。山东农业大学生命科学学院郭忠新教授、加州大学河滨分校丁守伟教授为论文共同通讯作者。该研究得到山东农业大学科研启动资金、福建省百人计划项目以及云南省科技厅农业联合专项的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/plphys/kiag631
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
