近日，北京大學(xué)李毅研究團隊聯(lián)合福建農林大學(xué)等多個(gè)實(shí)驗室在Nature上發(fā)表了題為“Perception?of?viral?infections?and?initiation?of?antiviral?defence?in?rice”的研究論文，揭示了水稻感知病毒侵染并啟動(dòng)抗病毒免疫反應的分子機制。百邁客生物為該研究提供了轉錄組測序服務(wù)！

研究背景

水稻作為全球半數以上人口的主糧作物，其產(chǎn)量穩定性對糧食安全至關(guān)重要。在過(guò)去的20多年里，科學(xué)家在鑒定新病毒、解析病毒致病機理和植物抗病毒機制等方面取得了一系列的重要進(jìn)展，但在植物細胞尤其是禾本科植物細胞如何感知病毒侵染進(jìn)而啟動(dòng)抗病毒免疫等方面還了解的十分有限。

主要成果

研究發(fā)現水稻RING1-IBR-RING2類(lèi)型的泛素連接酶RBRL不僅能夠識別水稻條紋病毒（Rice?stripe?virus，RSV）的外殼蛋白（CP），還能識別水稻矮縮病毒（Rice?dwarf?virus，RDV）的外殼蛋白P2。進(jìn)一步研究表明，RSV?CP不僅能誘導RBRL表達量上調，還能激活RBRL的泛素連接酶活性，進(jìn)而促進(jìn)RBRL介導的茉莉酸信號通路抑制因子NOVEL?INTERACTOR?OF?JAZ?3（NINJA3）的泛素化和降解，從而激活水稻茉莉酸信號通路。

水稻抗病毒防御反應的分子機制

這可以理解為，當病毒來(lái)犯時(shí)，RBRL蛋白迅速“變身”把茉莉酸信號通路抑制因子NINJA3蛋白“拿下”，從而讓茉莉酸信號通路“火力全開(kāi)”，增強水稻的抗病毒能力。

李毅團隊這次的發(fā)現結合團隊前期研究成果，在水稻中發(fā)現和解析了一條核心的抗病毒通路，即從水稻細胞感知和識別病毒侵染到激活水稻抗病毒免疫機制全鏈條解析。即以水稻為模式，發(fā)現了從RBRL介導對病毒外殼蛋白感知和識別（Nature,?2025）、茉莉酸信號通路（JA）抑制子降解（Nature,?2025）、到茉莉酸信號通路激活RNA沉默核心蛋白（AGO18）表達（Cell?Host?&?Microbe,?2020）以及AGO18介導的RNAi和ROS協(xié)同防御的完整抗病毒免疫通路（Molecualr?Plant,?2019;?Nature?Plants,?2017;?eLife,?2015;?PLoS?Pathogens,?2011）。

研究總結

該研究為水稻抗病毒育種提供了多靶點(diǎn)策略：
1）利用RBRL廣譜識別特性開(kāi)發(fā)廣譜抗病毒種質(zhì)；
2）通過(guò)精細調控JA信號通路增強基礎抗性；
3）協(xié)同優(yōu)化RNAi與ROS防御系統。

這一系統性成果將為作物抗病毒研究和育種提供新的理論框架和技術(shù)路徑。李毅團隊介紹，通過(guò)優(yōu)化RBRL蛋白功能、增強茉莉酸信號通路活性，以及強化RNA干擾（RNAi）與活性氧（ROS）協(xié)同防御能力等多種技術(shù)路徑，未來(lái)有望培育出更具抗病能力的水稻新品種，從而降低病毒病害帶來(lái)的農業(yè)損失，提高糧食生產(chǎn)穩定性。同時(shí)，這一研究為全球水稻生產(chǎn)提供了新的抗病毒策略，助力可持續農業(yè)發(fā)展。

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