Cell Host & Microbe | 研究揭示JA信号增强水稻的RNA沉默和抗病毒能力!
植物病毒(分子植物病理学中的十大植物病毒)在感染过程中与其宿主之间密集的相互作用,导致植物生理失调和病害,对全世界的作物产量和粮食安全构成重大威胁。在病毒与宿主共同进化的军备竞赛过程中,植物宿主进化出多种防御机制,包括RNA沉默(Nature Plants | 小RNA的神奇之旅;eLife:卵菌的小RNA通过与植物RNA诱导沉默复合体结合实现致病)、抗性基因(R基因)介导的防御、eIF4Es介导的隐性抗性以及植物激素信号的激活(Cell Reports | 生长素和SA信号通路之间的拮抗互作通过拟南芥的侧根调节细菌侵染!)。这些途径协同或拮抗地调节植物宿主与病毒的相互作用,形成复杂的立体防御信号网络。
Cell Host & Microbe发表了题为Jasmonate Signaling Enhances RNA Silencing and Antiviral Defense in Rice的研究论文,揭示了茉莉酸信号传导之间的调控网络和水稻抗病毒免疫中的RNA沉默途径。水稻条斑病毒衣壳蛋白促使茉莉酸-AGO18串联,增强抗病毒防御能力。
水稻条纹病毒(RSV)由小褐飞虱传播,是水稻传播最广、破坏力最强的病毒之一,已被用于研究水稻宿主与病毒的相互作用。小RNA介导的RNA沉默是高等植物中重要的抗病毒机制。已有研究表明,RNA沉默元件可以通过病毒感染上调。然而,上调的机制在很大程度上仍然是未知的。在这里,本研究表明茉莉酸(JA)信号转录激活Argonaute 18(AGO18),这是一个核心RNA沉默元件,通过隔离miR168和miR528来促进水稻抗病毒防御,而miR168和miR528则抑制关键的抗病毒防御蛋白。在机制上,JA响应性转录因子JAMYB直接与AGO18启动子结合,激活AGO18转录。水稻条纹病毒(RSV)衣壳蛋白(CP)触发JA的积累,并上调JAMYB来启动这个宿主防御网络。本文揭示了JA信号传导和抗病毒RNA沉默途径之间存在调控串联,并阐明了CP介导的单株作物病毒抗性的分子机制。
图1. JA信号调节水稻抗病毒免疫反应
图2. JA信号诱导RSV感染后的AGO18表达
图3. JAMYB直接调控AGO18转录
图4. JAMYB通过AGO18调控水稻抗病毒免疫力
图5. JAZ6抑制JAMYB的转录激活活性,破坏水稻抗病毒防御能力
图6. RSV CP是由JA-AGO18信号介导的抗病毒免疫的诱导剂