南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植保院陶小榮教授團(tuán)隊(duì)在植物抗病毒免疫機(jī)制方面取得新進(jìn)展

　　植物進(jìn)化出了RNA干擾（RNAi）作為抵御病毒感染的第一道防線。對(duì)于植物正義鏈（+）RNA病毒，抗病毒的RNA干擾機(jī)制和病毒的反防御機(jī)制已經(jīng)開(kāi)展了廣泛的研究，但對(duì)植物負(fù)義鏈（-）RNA病毒的相關(guān)認(rèn)識(shí)卻非常少。近日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院陶小榮教授團(tuán)隊(duì)在病毒學(xué)知名期刊《PLoS Pathogens》（IF：6.823）發(fā)表題為《Antiviral RISC mainly targets viral mRNA but not genomic RNA of tospovirus》的研究論文，該研究以番茄斑萎病毒屬病毒（Tospovirus）作為植物負(fù)義鏈RNA病毒的研究模式，發(fā)現(xiàn)抗病毒RISC復(fù)合體主要降解Tospovirus的mRNA，而病毒的基因組RNA受到核糖核蛋白復(fù)合體RNP的防護(hù)而免受RISC的降解。鑒于所有負(fù)鏈病毒的基因組RNA都形成RNP復(fù)合體，因此，本研究的發(fā)現(xiàn)可適用于所有的負(fù)鏈RNA病毒。

 

　　病毒感染寄主植物后，RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物（RISC） 被激活，該復(fù)合體在siRNA的指導(dǎo)下特異性地切割侵入細(xì)胞的病毒基因組RNA。與植物正義鏈ss（+）RNA 病毒不同，植物負(fù)義鏈（-） RNA病毒的基因組RNA分子并不是裸露的，而是與病毒核衣殼蛋白緊密結(jié)合形成核糖核蛋白復(fù)合體（RNP），這一復(fù)合體是負(fù)鏈RNA病毒的核心侵染單位；病毒mRNA 并不組裝成RNP。對(duì)于負(fù)義鏈（-） RNA病毒來(lái)說(shuō)，將基因組RNA 組裝到RNP 中是否提供了一種新的反防御策略來(lái)對(duì)抗病毒基因沉默復(fù)合物RISC 的切割活性尚未有所研究。

 

　　番茄斑萎病毒（TSWV）是最重要的植物負(fù)義鏈RNA病毒之一，能侵染1000多種植物，對(duì)全球經(jīng)濟(jì)和園藝作物安全生產(chǎn)構(gòu)成重大威脅。研究團(tuán)隊(duì)利用色譜層析技術(shù)將植物體內(nèi)抗番茄斑萎病毒RISC進(jìn)行分離，體外實(shí)驗(yàn)研究表明體外合成的“裸露”基因組RNA可以被RISC特異性降解，但這些基因組RNA一旦組裝成RNPs則無(wú)法被RISC特異性降解。在植物體內(nèi)，利用TRV病毒誘導(dǎo)產(chǎn)生抗TSWV病毒的特異性RISC，發(fā)現(xiàn)抗病毒RISC能夠特異性攻擊病毒的mRNA，但基本上不降解病毒基因組RNA。研究人員利用同樣的技術(shù)手段探究了番茄斑萎病毒屬中另一病毒番茄環(huán)紋斑點(diǎn)病毒（TZSV）RNA的靶標(biāo)類型。研究結(jié)果表明抗病毒RISC同樣攻擊TZSV的mRNA而并不是基因組RNA。此外，通過(guò)檢測(cè)體內(nèi)RISC降解植物正義鏈RNA病毒的代表黃瓜花葉病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）的基因組RNA，結(jié)果顯示RISC可以降解CMV的基因組RNA。以上結(jié)果表明植物抗病毒RNA沉默的核心元件——RISC復(fù)合體主要攻擊番茄斑萎病毒屬病毒的mRNA而非基因組RNA，該剪切機(jī)制不同于正義鏈的RNA病毒，如CMV。研究結(jié)果為進(jìn)一步了解植物防御負(fù)鏈RNA病毒的RNA干擾機(jī)制和病毒的反防御機(jī)制提供了新的認(rèn)識(shí)。

 

　　論文第一署名單位為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，植物保護(hù)學(xué)院博士生洪浩為論文第一作者，陶小榮教授為通訊作者。植物病毒研究團(tuán)隊(duì)朱敏副教授、青年教師李佳博士，植保學(xué)院沈丹宇副教授和荷蘭瓦赫寧根大學(xué)Richard Kormelink副教授等人參與了該項(xiàng)研究。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)杰出青年基金和國(guó)家基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。