東南網(wǎng)3月17日訊(福建日報記者 蔣豐蔓) 科學(xué)家長期以來致力于研究水稻如何抵御病毒侵襲，雖然在病毒鑒定、致病機(jī)理解析以及植物抗病毒機(jī)制等方面取得了諸多突破，但水稻等禾本科植物的細(xì)胞如何識別病毒入侵并啟動免疫防御的分子機(jī)制仍有許多未知。
記者從福建農(nóng)林大學(xué)獲悉，近日，該校李毅教授團(tuán)隊在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上發(fā)表了題為“Perception of viral infections and initiation of antiviral defence in rice”(水稻感知病毒侵染并啟動抗病毒防御的機(jī)制)的研究論文，首次揭示了水稻如何感知病毒入侵并激活抗病毒免疫反應(yīng)的核心機(jī)制。
研究發(fā)現(xiàn)，水稻體內(nèi)存在一種名為RBRL(RING1-IBR-RING2類型的泛素連接酶)的蛋白，它不僅能夠識別水稻條紋病毒(RSV)的外殼蛋白(CP)，還能夠識別水稻矮縮病毒(RDV)的外殼蛋白P2。
“RBRL蛋白好比水稻體內(nèi)的‘抗病毒衛(wèi)士’，它就像個敏銳的‘前哨’，能同時識別兩種病毒的外殼蛋白，不管是水稻條紋病毒還是水稻矮縮病毒，都逃不過它的‘火眼金睛’。”李毅團(tuán)隊介紹。
RBRL蛋白的“功能”還不止于此。進(jìn)一步研究表明，RSV的外殼蛋白CP能夠誘導(dǎo)RBRL的表達(dá)增加，并激活其泛素連接酶活性。RBRL隨后通過調(diào)控茉莉酸信號通路，增強(qiáng)水稻的抗病毒能力。
這可以理解為，當(dāng)病毒來犯時，RBRL蛋白迅速“變身”把茉莉酸信號通路抑制因子NINJA3蛋白“拿下”，從而讓茉莉酸信號通路“火力全開”，增強(qiáng)水稻的抗病毒能力。
李毅教授于2023年8月全職引進(jìn)到福建農(nóng)林大學(xué)，在前期帶領(lǐng)北京大學(xué)團(tuán)隊長期研究的基礎(chǔ)上，聯(lián)合福建農(nóng)林大學(xué)等多個實驗室繼續(xù)開展研究。結(jié)合多年研究成果，李毅研究團(tuán)隊此次發(fā)文不僅在基礎(chǔ)科學(xué)層面揭示了水稻抗病毒免疫的核心機(jī)制，還為抗病毒育種提供了切實可行的技術(shù)支持。
李毅團(tuán)隊介紹，通過優(yōu)化RBRL蛋白功能、增強(qiáng)茉莉酸信號通路活性，以及強(qiáng)化RNA干擾(RNAi)與活性氧(ROS)協(xié)同防御能力等多種技術(shù)路徑，未來有望培育出更具抗病能力的水稻新品種，從而降低病毒病害帶來的農(nóng)業(yè)損失，提高糧食生產(chǎn)穩(wěn)定性。同時，這一研究為全球水稻生產(chǎn)提供了新的抗病毒策略，助力可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展。
據(jù)悉，本研究得到了福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)林生物安全全國重點實驗室的重要合作支持，福建農(nóng)林大學(xué)團(tuán)隊在實驗技術(shù)、數(shù)據(jù)分析以及病害防控策略優(yōu)化方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，與北京大學(xué)研究團(tuán)隊緊密合作，共同推進(jìn)水稻抗病毒防御研究。