《植物弹状病毒毒孔蛋白P9促进大麦中昆虫介导的病毒传播》

  • 编译者: 李周晶
  • 发布时间:2024-07-10
  •       植物弹状病毒是具有包膜的负义RNA病毒,侵染多种单子叶和双子叶植物,引起严重的病毒病害,影响农作物的产量和品质。田间,植物弹状病毒主要由昆虫介体以持久增殖的方式传播,其中病毒由昆虫递送到植物细胞后,如何从病毒包膜中释放复制元件并建立侵染的分子机制尚不明确。

          2024年5月31日,中国农业大学植物抗逆高效全国重点实验室王献兵课题组在《The Plant Cell》期刊上在线发表了题为“The plant rhabdovirus viroporin P9 facilitates insect-mediated virus transmission in barley”的研究论文。该研究发现了植物弹状病毒编码的孔蛋白(viroporin)形成的通道在病毒包膜上介导胞质中钾离子内流,促进病毒释放复制元件建立侵染的分子机制。

          该研究首先分析发现细胞质弹状病毒属的病毒编码一个保守的单次跨膜小蛋白,由45~70氨基酸组成,这类蛋白具有病毒孔蛋白序列特征。以BYSMV P9孔蛋白为研究对象,发现P9能够增加细菌细胞膜通透性,并在酵母互补实验中具有钾离子通道活性。和野生型病毒相比,孔蛋白P9的缺失突变体不影响病毒在介体灰飞虱中的侵染增殖,但在健康植物中不能建立侵染。体外实验证明,BYSMV病毒粒子在200 mM 钾离子的条件下,才能有效转录病毒mRNA;同时发现BYSMV侵染后能够增加寄主植物K+水平,进一步促进病毒侵染。这项研究建立了植物弹状病毒侵染与植物钾离子营养的联系,发现的病毒孔可作为病毒防控的分子靶标。

相关报告
  • 《植物细胞横纹病毒调节昆虫载体的运动活性以增强病毒传播》

    • 来源专题:农业生物安全
    • 编译者:任洁
    • 发布时间:2023-10-06
    • 许多植物病毒的传播依赖于以韧皮部为食的昆虫媒介。然而,植物病毒如何直接调节昆虫的行为在很大程度上是未知的。大麦黄条纹花叶病毒(BYSMV)由小褐飞虱(SBPH, Laodelphax striatellus)传播。在这里,我们发现BYSMV感染SBPHs的中枢神经系统(CNS),诱导昆虫过度活跃,并延长韧皮部摄食时间。BYSMV附属蛋白P6与SBPHs的COP9信号体亚基5 (LsCSN5)相互作用,抑制LsCSN5调控的Cullin 1 (CUL1)的去类化,从而抑制基于CUL1的E3连接酶介导的生物钟蛋白Timeless (TIM)降解。因此,病毒感染或敲低LsCSN5会损害TIM振荡,并诱导高昆虫运动活动以传播。此外,在转基因黑腹果蝇的中枢神经系统中,BYSMV P6的表达扰乱了昼夜节律,诱导了高运动活性。总之,我们的研究结果提示了BYSMV调节昆虫媒介运动活动传播的分子机制。
  • 《抗植物病毒先导化合物研究中取得新进展》

    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2024-10-29
    •     植物在长期进化过程中,形成了针对害虫和病原微生物的防御体系,探索其化学本质,就有可能发现和研制出靶点更加精准、高效、无毒副作用的先导化合物和新型绿色农药。中国科学院昆明植物研究所郝小江研究员带领的研究团队,20余年来,一直从事具有化学防御功能的植物天然产物的发现及其作用机制研究。     孕甾烷C21甾体是该专题组首次发现的抗烟草花叶病毒(TMV)先导化合物(PNAS,2007,104 (19),8083–8088)。然而,孕甾烷C21甾体的结构修饰以及修饰后化合物的结构-活性关系(SAR)及作用机制尚未得到评估。为此,该研究设计并合成了一系列glaucogenin A和C衍生物。活性测定显示,大多数新设计的衍生物其抗病毒活性以钝化为主,其钝化活性显著优于一线农药宁南霉素。SAR分析进一步揭示了3位的取代以及C-5/C-6和C-13/C-18的双键对于维持高抗TMV活性至关重要。此外,这些衍生物不仅降低了TMV外壳蛋白?(TMV-CP)?基因转录和TMV-CP蛋白表达水平,还下调了热休克蛋白NtHsp70-1和NtHsp70-061的表达。随后的分子对接实验表明,衍生物还可与TMV外壳蛋白相互作用,干扰病毒组装。该项研究阐明了孕甾烷C21甾体抗烟草花叶病毒功能是以钝化为主,并可通过多种途径发挥其抗TMV功能。其结果为靶标寻找,以及设计、合成新的候选农药奠定了基础。     目前,研究成果以Design,?Synthesis,?Anti-TMV?Activity,?and?Structure?Activity Relationships?of?Seco-pregnane?C21?Steroids?and?Their?Derivatives为题以封面文章形式发表在Journal of Agriculture and Food Chemistry。专题组毕业的博士生晏英(现为贵州医科大学副教授)以及贵州医科大学的唐攀为共同第一作者,中国科学院昆明植物研究所郝小江研究员、邸迎彤研究员、贵州医科大学汤磊教授为共同通讯作者。