近日，作物有害生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊在國際知名期刊《新植物學(xué)家（New Phytologist）》在線發(fā)表研究論文“Nuclear exportin 1 facilitates turnip mosaic virus infection by exporting the sumoylated viral replicase and by repressing plant immunity”。該論文發(fā)現(xiàn)了植物中的細(xì)胞核輸出蛋白XPO1能夠?qū)⑻K木化修飾的病毒復(fù)制酶NIb從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)囊泡中，從而啟動病毒復(fù)制、促進(jìn)病毒的侵染。

 

　　馬鈴薯Y病毒科病毒是種類最多的植物RNA病毒，在全球的馬鈴薯、大豆、油菜、桃和白菜等糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、果樹和蔬菜上造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。蕪菁花葉病毒（TuMV）是該科病毒的代種，主要侵染十字花科蔬菜。TuMV的復(fù)制酶NIb蛋白存在于細(xì)胞核中，然而，TuMV在細(xì)胞質(zhì)中的囊泡中進(jìn)行復(fù)制。NIb作為病毒復(fù)制的核心組分需要多種寄主因子參與。為了明確哪些寄主因子參與這些過程，作物有害生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊以TuMV NIb為誘餌，篩選出本氏煙和擬南芥的細(xì)胞核輸出蛋白XPO1能夠直接結(jié)合NIb蛋白。

 

　　研究發(fā)現(xiàn)XPO1的N端的核輸入結(jié)構(gòu)域importin-beta和C端的核輸出結(jié)構(gòu)域CRM1分別負(fù)責(zé)NIb的核輸入和核輸出，蘇木化修飾是XPO1介導(dǎo)NIb輸出細(xì)胞核的關(guān)鍵分子開關(guān)，XPO1能夠輸出在細(xì)胞核中發(fā)生蘇木化修飾的NIb及其他植物因子并轉(zhuǎn)運(yùn)到囊泡中，從而啟動病毒復(fù)制、促進(jìn)病毒的侵染。此外，XPO1對調(diào)控植物病害抗性的關(guān)鍵基因 NPR1 誘導(dǎo)的植物防衛(wèi)反應(yīng)中也發(fā)揮了重要作用。將 XPO1 突變后能阻止多種植物RNA病毒的復(fù)制，使植物獲得廣譜抗病毒特性。該研究闡明了XPO1介導(dǎo)RNA病毒復(fù)制酶從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)啟動病毒復(fù)制的機(jī)制，并為植物廣譜抗病性提供了靶點(diǎn)。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士生張明振為論文的第一作者，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所的李。方。方研究員為該論文的通訊作者，中國農(nóng)科院植保所周雪平教授參與了相關(guān)工作。該研究得到國家自然科學(xué)基金項目的資助。

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