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病毒侵染一直是威胁水稻生产的重要因素。尽管科学家在过去20多年中在鉴定新病毒、解析病毒致病机理以及植物抗病毒机制等方面取得了重要进展,但对于植物细胞如何感知病毒侵染并启动免疫反应的分子机制仍知之甚少。2025年3月12日,北京大学研究团队联合福建农林大学等多个实验室在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)上发表了一项突破性研究,首次系统揭示了水稻细胞感知病毒侵染并启动广谱抗病毒防御反应的分子机制。
该研究发现水稻RING1-IBR-RING2类型的泛素连接酶RBRL不仅能够识别水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)的外壳蛋白(CP),还能识别水稻矮缩病毒(Rice dwarf virus,RDV)的外壳蛋白P2。进一步研究表明,RSV CP不仅能诱导RBRL表达量上调,还能激活RBRL的泛素连接酶活性,进而促进RBRL介导的茉莉酸信号通路抑制因子NOVEL INTERACTOR OF JAZ 3(NINJA3)的泛素化和降解,从而激活水稻茉莉酸信号通路。结合团队前期研究成果,在水稻中发现和解析了一条核心的抗病毒通路,即从水稻细胞感知和识别病毒侵染到激活水稻抗病毒免疫机制全链条解析。
该研究为水稻抗病毒育种提供了多靶点策略:(1)利用RBRL广谱识别特性开发广谱抗病毒种质;(2)通过精细调控JA信号通路增强基础抗性;(3)协同优化RNAi与ROS防御系统。这一系统性成果将为作物抗病毒研究和育种提供新的理论框架和技术路径。
来源:北京大学生命科学学院