7月25日，中國農科院植保所經(jīng)濟作物病毒病害課題組，在植物病理學(xué)主流期刊 《分子植物病理學(xué)（Molecular Plant Pathology）》發(fā)表了題為“RNA-dependent RNA polymerase 1 delays the accumulation of viroids in infected plants”的研究論文。該論文發(fā)現植物RNA依賴(lài)的RNA聚合酶1（RDR1）參與寄主植物防御類(lèi)病毒的侵染，豐富了我們對植物類(lèi)病毒與宿主相互作用的認識。

 

　　類(lèi)病毒是一種可以自主復制的非編碼的環(huán)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(fā)現。根據其復制模式及分子結構特點(diǎn)，分為在細胞核中復制的不具有核酶結構的馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒科（Pospiviroidae）和在葉綠體中進(jìn)行復制并具有核酶結構的鱷梨日斑類(lèi)病毒科（Avsunviroidae）。類(lèi)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(shù)等重要經(jīng)濟作物的生產(chǎn)構成很大的威脅。其中，馬鈴薯紡絲塊莖類(lèi)病毒（PSTVd）是馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒科馬鈴薯紡錘塊莖類(lèi)病毒屬的代表種，該類(lèi)病毒可在自然狀態(tài)下侵染馬鈴薯、番茄、辣椒、茄子和甘薯等數十種經(jīng)濟作物，造成嚴重的經(jīng)濟損失。植物RNA依賴(lài)的RNA聚合酶1（RDR1）已被證實(shí)在抗植物病毒防御過(guò)程中起著(zhù)重要作用，但其在植物防御類(lèi)病毒侵染過(guò)程中的作用尚不清楚。本研究利用PSTVd和番茄/煙草組合探究了RDR1在植物抗類(lèi)病毒侵染中的作用機制。

 

　　研究發(fā)現過(guò)表達RDR1基因（NtRDR1）的本氏煙，可在侵染初期抑制PSTVd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RDR1（SlRDR1a）基因沉默的植株增加了對PSTVd侵染的敏感性，提升了PSTVd的積累量。水楊酸（SA）預處理番茄可誘導植株SlRDR1a的表達，增強對PSTVd侵染的防御能力，研究也進(jìn)一步證明了RDR1參與了SA介導番茄抵御PSTVd的防御響應。本研究是有關(guān)植物RDR1蛋白參與植物防御類(lèi)病毒的首次報道，豐富了我們對植物類(lèi)病毒與宿主相互作用的認知，為植物類(lèi)病毒病害的防治提供了新的思路和方法。

 

　　中國農業(yè)科學(xué)院植物保護研究所李世訪(fǎng)研究員和中國農業(yè)科學(xué)院/西南大學(xué)柑桔研究所周常勇研究員為論文的共同通訊作者，中國農科院與西南大學(xué)聯(lián)合培養2018級博士研究生李帥為論文第一作者，中國農科院植保所張志想副研究員參與了相關(guān)工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金（32072395），國家重點(diǎn)研發(fā)計劃政府間合作專(zhuān)項（2017YFE0110900），以及中國熱帶農業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費（1630042021015）的資助。

 

　　文章鏈接：

 

　　https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mpp.13104

　　下調番茄SlRDR1a基因的表達提高植物對PSTVd侵染的敏感性。PSTVd接種沉默SlRDR1a基因的番茄（TRV: SlRDR1a），28天后，系統葉表現出嚴重的葉卷曲以及皺縮癥狀。