PNAS | 西班牙瓦伦西亚大学研究揭示强干旱条件导致植物病毒的生活方式从致病向共生转变！

病毒是最丰富的生物实体，具有巨大的多样性和无处不在的分布。病毒被视为自私的病原体，它们会伤害宿主以确保自己的生存（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！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！）。传统上，已经在疾病背景下对它们进行了研究，但是如今，在各种各样的宿主物种中发现了许多有益的病毒。宏基因组学研究正在描绘一个新的图景，其中病毒无处不在，并不总是与疾病相关。野生植物种群经常无症状地感染病毒，在某些情况下，这些病毒会在栽培植物中引起疾病。发生这种情况是因为宿主与病毒之间的相互作用落在了致病和共生之间，而且在生命周期中病毒可能会在这两种生活方式之间切换。这种转变可能会根据环境以及宿主和病毒的遗传学而发生（Cell Host & Microbe | 研究揭示JA信号增强水稻的RNA沉默和抗病毒能力！Nature Communications | 苏黎世大学研究揭示植物宿主遗传因素影响病毒群落的组成！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！）。

近日，国际权威学术期刊PNAS发表了西班牙瓦伦西亚大学Santiago F. Elena教授团队的最新相关研究成果，题为Plant virus evolution under strong drought conditions results in a transition from parasitism to mutualism的研究论文。在这篇文章中，使用实验进化，研究人员表明在严重干旱条件下，植物病毒与其天然宿主之间的关系可以从致病性向互惠性发展。在正常浇水条件下进化出的病毒株系增强了其毒力，而干旱进化的病毒株系赋予植物更大的抗旱性。研究人员表明这种向互惠共生的转变取决于激素诱导的信号通路和基因表达变化的复杂重组。

环境条件是驱动病原体进化的重要因素。在这篇文章中，研究人员探索了干旱胁迫对植物病毒进化的影响。研究人员在对病毒感染反应不同的拟南芥（Arabidopsis thaliana）种质的水分充足和干旱条件下进化出芜菁花叶病毒(TuMV)。病毒的适应性发生在所有种质中，与浇水状态无关。干旱进化的病毒赋予受感染植物显著更高的抗旱性。相比之下，在标准浇水条件下进化出的病毒感染的植物中，观察到的耐受性无明显增加。这种影响的程度取决于植物的种质。耐受性差异与宿主基因表达的改变相关，其中一些参与昼夜节律的调节，以及调节防御和生长信号通路的植物激素平衡的深层变化。研究人员的结果表明，在非生物胁迫下，病毒可以促进宿主存活，这种益处的程度是一种可选择的性状。

图1. TuMV谱系的实验进化

图2. 不同拟南芥种质对TuMV感染的转录组反应

图3.（A）拟南芥网络调节干旱胁迫响应的示意图（B）比较标准或干旱进化病毒感染的植物的2^-ΔΔCT值

图4. 胁迫相关激素的定量

图5. 宿主与病毒的相互作用

图6. 在标准和干旱条件下量化的两个与适应性相关的性状

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