PLOS PATHOGENS | 赫尔辛基大学研究揭示植物病毒劫持植物防御系统机制及其反击方法！

常见植物病毒引起的许多疾病会减少重要食用植物的收成。在最坏的情况下，马铃薯病毒会破坏受感染土地上多达80％的农作物。尽管植物缺乏像人类那样的免疫系统，但它们并非完全没有防御病毒的能力。对于植物细胞，针对病毒感染的主要防御机制是基因沉默（Cell Host & Microbe | 研究揭示JA信号增强水稻的RNA沉默和抗病毒能力！）。通过利用该机制，植物细胞识别出源自病毒的外来遗传物质，并将其切成小块。反过来，这些基因组引导植物细胞蛋白鉴定和破坏病毒基因组。结果病毒蛋白的生产结束了，这被解释为病毒基因的'沉默'。成功的防御反应可以阻止病毒。同时，病毒也具有抵抗和破坏宿主植物防御机制的手段（上海植物逆境中心Rosa Lozano-Duran课题组揭示植物病毒干扰RNA沉默的新机制！New Phytologist | 烟草AGO1同源物的靶向失活揭示其在发育和抗病毒防御中的独特作用！）。

2020年10月，权威期刊PLOS PATHOGENS发表了芬兰赫尔辛基大学Kristiina Maekinen教授团队的研究论文，题为The potyviral silencing suppressor HCPro recruits and employs host ARGONAUTE1 in pro-viral functions，本研究发现的植物与病毒蛋白之间的相互作用为植物抗病毒开辟了新途径，从而在气候条件变化的情况下保护了作物的产量。

病毒可以劫持植物的防御系统

本研究探索了马铃薯A病毒与宿主植物蛋白之间的相互作用。结果发现一种病毒蛋白特别有趣，因为它针对植物的防御系统。这种蛋白不仅能够阻断基因沉默，而且还可以利用该过程中涉及的因素为其病毒复制和新病毒颗粒的形成提供服务。换句话说，病毒原本就是迫使植物的防御系统违背了其预期目的，而有利于病原体。

基因在抗性中发挥作用-需要现代植物育种技术

对天然对病毒具有抗性的植物的研究表明，它们的抗性通常是基于植物基因组中的突变，这种突变会阻止病毒和植物蛋白之间的相互作用。为了将这些突变应用于植物育种，科研人员认为有必要开始利用现代植物育种技术。例如，刚刚获得诺贝尔化学奖的CRISPR / Cas9技术使在植物基因组中精确位置靶向抗病毒突变成为可能。与传统植物育种相比，这是一大进步，它依赖于诱变化学物质和放射性辐射的使用。本研究发现的植物与病毒蛋白之间的相互作用为宿主植物对马铃薯病毒的抗性育种提供了新的目标。研究人员的目的是鉴定植物蛋白中与病毒蛋白接触的成分。当蛋白质被修饰以阻止相互作用时，植物的基因沉默机制可以重新控制病毒。对培养中使用的病毒具有抗性的菌株减少了病毒性疾病造成的损失，从而提高了产量。此外，它可能减少了用于预防蚜虫的化学物质的量，从而减轻了环境的化学负担。

图1. AGO1的可用性对PVA感染有重大影响，而HCPro负责减轻AGO1的抗病毒作用

图2. 病毒HCPro序列包含保守的推定AGO结合基序

图3. HCProAG的基本功能特性

图4. WG基序的破坏会损害AGO1与HCPro的共定位和共免疫纯化

图5. W208A突变削弱了PVA和TuMV的全身感染

图6. PVAAG和TuMVAG中病毒的积累被禁用，PVA CP易于降解

图7. PVAAG感染产生短而畸形的病毒

图8. HCPro介导AGO1和CP之间的关联

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