突破！宁大陈剑平院士团队在世界四大名刊PNAS发表学术论文

2021年3月9日，宁波大学陈剑平院士/孙宗涛研究员团队发现不同类型的RNA病毒侵染水稻后通过操纵茉莉酸激素通路，协同促进病毒侵染与其介体昆虫的取食行为，从而更有利于病毒的传播与流行。研究成果以“A class of independently evolved transcriptional repressors in plant RNA viruses facilitates viral infection and vector feeding”为题在线发表在了国际著名学术期刊PNAS上。

PNAS是《美国科学院院报》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）缩写，亦是公认的世界四大名刊（Cell，Nature，Science，PNAS）之一。PNAS创刊于1914年，拥有超过百年的办刊历史，有着很高的国际声誉。PNAS发表的文章涵盖研究领域包括：医学、生物、化学、物理、环境生态、社会科学等，是被引用次数最多的综合性期刊之一。发表在PNAS上的文章往往代表了非常前沿的研究报告 、学术评论、重大发现，以及学科回顾。

国以民为本，民以食为先，粮食生产安全是国家安全的重要基础。水稻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，特别是水稻病毒病害发生尤为严重。在我国水稻上的病毒就有水稻条纹病毒（Rice stripe virus，RSV，多分体负义链RNA病毒）、水稻黑条矮缩病毒（Rice black-streaked dwarf virus，RBSDV，双链RNA病毒）、南方水稻黑条矮缩病毒（Southern rice black-streaked dwarf virus，SRBSDV，双链RNA病毒）、水稻条纹花叶病毒（Rice stripe mosaic virus，RSMV，单股负义链RNA病毒）等十余种，并且这些水稻病毒均由介体昆虫叶蝉或飞虱传播，严重危害我国粮食生产安全。

水稻病毒编码的抑制子调控茉莉酸途径促进病毒侵染和和传播的模式图

在该研究中，陈院士团队成员首先从不同RNA病毒中鉴定出了一类独立进化且功能保守的病毒转录抑制因子。它们的分类地位和基因组结构千差万别，氨基酸序列没有相似性但具有较强的转录抑制活性。进一步研究表明这一类病毒蛋白能够与茉莉酸信号途径互作，并抑制其抗病功能。这些实验结果表明不同类型植物病毒的致病机理存在共性，即这些病毒在与寄主的对抗博弈中独立进化出了一类功能保守且具有转录抑制活性的蛋白，通过靶向抑制茉莉酸信号途径中关键功能模块，从而对茉莉酸信号转导起负调控作用。更为重要的是，本研究还阐述了在单子叶植物中这类功能高度保守的转录抑制子操纵茉莉酸抗病毒信号通路并促进寄主体内病毒含量积累和介体昆虫取食的新机制。实验结果表明，病毒侵染后的水稻都能促进介体昆虫对水稻韧皮部的取食活动，并且利用茉莉酸途径相关突变体进一步证明该行为变化是由于病毒侵染后茉莉酸信号通路受阻直接导致的。从病原角度来说，病毒侵染后通过阻断寄生体内的茉莉酸信号通路来促进介体取食，在某种程度上更有利于病毒的传播和流行。

陈剑平院士团队前期研究揭示了水稻病毒抑制广谱抗病毒生长素转录因子OsARF17的作用机制（PNAS，2020年），阐明了茉莉酸与油菜素甾醇途径互作对水稻病毒侵染的影响（The Plant Cell，2020年；New phytologist，2017年）。在此基础上，本研究继续围绕水稻病毒与激素途径互作关系，进一步阐明了不同RNA病毒间致病机理的高度保守性，同时将茉莉酸介导单子叶植物防御病毒侵染与改变介体昆虫取食行为相关联。重要的是，这种共同靶标病毒侵染与介体昆虫取食的抗病毒能力是广谱性的，具有重要的实际应用价值。该研究为病毒致病性、媒介行为和宿主防御之间相互作用提供新的科研视角，并为虫传病毒病的防控及遗传改良作物抗病性提供广谱性的靶标和策略。

论文第一作者为博士研究生李路路和张合红助理研究员，陈剑平院士和孙宗涛研究员为通讯作者，燕飞研究员、张传溪教授、李俊敏研究员等也参与了部分研究工作。该项研究得到了国家优秀青年科学基金、国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、宁波市科技创新2025重大项目和宁波大学王宽诚基金的资助。

往期精彩回顾

丨来源：宁波大学植物病毒学研究所

丨文字：孙宗涛

丨责任编辑：刘畅

丨终审：孙欢欢