宁波大学

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陈剑平院士/羊健研究员团队揭示病毒来源的siRNA介导植物抗病的新机制

发布日期:2021-03-31 作者:刘芃 文章来源:植物病毒学研究所  责任编辑:郭亚男 浏览量:

近日,宁波大学陈剑平院士/羊健研究员团队发现,寄主通过识别病毒来源的siRNA,激活自身ROS信号介导的免疫反应,从而提高寄主对病原微生物的抗病性。3月29日,研究成果以“A virus-derived siRNA activates plant immunity by interfering with ROS scavenging”为题,在线发表在国际著名学术期刊Molecular plant上。

小麦作为我国重要粮食作物之一,在整个生长周期面临着诸多生物和非生物胁迫。由小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus,WYMV)引起的小麦黄花叶病严重威胁我国小麦粮食生产安全,据调查,该病目前已遍及我国长江流域各省份以及河南、陕西等省,并有不断加重之趋势。培育并推广抗病品种是防治小麦黄花叶病最为经济有效的措施。虽然,生产抗小麦黄花叶病的小麦种质资源较多,但是长年种植也将导致抗性丧失。目前,并未在小麦中克隆到对小麦黄花叶病毒病的抗性基因,且小麦抗病毒病的分子机制仍然知之甚少,这严重制约着小麦抗病材料的创制。

在该研究中,团队成员首先利用一系列分子生物学手段筛选得到了一个在WYMV来源的vsiRNA(vsiRNA1),并发现vsiRNA1不仅直接通过激活寄主的RNAi沉默机制抑制WYMV在寄主体内的侵染,同时能被寄主因子识别,打破寄主体内叶绿体来源活性氧的动态平衡,从而激活寄主免疫反应。更为重要的是,团队成员构建了表达vsiRNA1的转基因小麦材料,该材料不仅对中国小麦黄花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus)、大麦条纹花叶病毒(Barley stripe mosaic virus)以及小麦条锈菌(Puccinia striiformisf. sp.Tritici)这些小麦生产中常见的病原微生物表现为抗病,而且表达vsiRNA1后并未影响小麦自身的生长发育。该研究不仅丰富了抗小麦黄花叶病的小麦种质资源,而且拓宽了vsiRNA在寄主免疫反应中的功能提供了新的视角,为防控植物病毒病提供了新的生物学思路。

宁波大学刘芃助理研究员与江苏省里下河地区农科院张晓祥研究员为共同第一作者,中国农业科学院作物研究所陈明研究员与宁波大学陈剑平院士、羊健研究员为共同通讯作者。中国农业科学院作物科学研究所马有志研究员、王珂副研究员也参与了本研究的部分工作。该研究工作得到小麦产业技术体系、小麦转基因专项、宁波市科技创新2025重大项目、国家现代农业产业技术体系建设项目、宁波大学“王宽诚基金项目”的资助。

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