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PNAS:植物能夠“關閉”病毒DNA

日期:2014-08-26 08:59:35

 

番茄黃化卷(曲)葉病毒病(Tomato yellow leaf curl virus簡稱TYLCVTY) 是由B型煙粉虱傳播,對番茄產量影響最嚴重的毀滅性病害,是世界上許多地區番茄生產上的重要限制因素,造成全世界番茄產量的巨大損失。這種病害是由不同病毒引起的,番茄黃化曲葉病毒TYLCV)是其中最重要的一種。

 

最近,瓦赫寧恩大學的一組病毒學家和植物遺傳學家已經證明,當番茄植物含有對番茄黃化曲葉病毒的抗性基因Ty-1時,病毒DNA(基因組)的一部分會成為超甲基化,其結果是,病毒的復制和轉錄被抑制。該研究小組也發現,這種抗性有其致命的弱點:如果植物同時感染了另外一種重要的RNA病毒——黃瓜花葉病毒(CMV),這種抗性機制就受到損害。

 

通過RNAi的抗病毒防御

 

植物對病毒的防御,通常依賴于RNA干擾(RNAi)。許多病毒的遺傳物質是由RNA組成。植物中的一個復雜過程,可致使病毒RNA被切割成很多小塊,這意味著病毒再也不能繁殖。與其他大多數的植物致病病毒相比,TYLCV的遺傳物質是DNA,而不是RNA。因此,對這些病毒的RNAi防御勢必發生地有所不同。

 

番茄黃化曲葉病毒是世界上經濟最重要的植物的病毒;對這種病毒來說,許多抗性基因(Ty-1Ty-6)可為商業植物育種者所用。在2013年,瓦赫寧根研究人員成功地鑒定和克隆了Ty-1基因,它是一類重要的RNAi通路基因的一個成員,編碼一個RNA依賴RNA聚合酶。這一研究結果發表在20133月份的《PLOS Genetics》雜志,揭開了一類新的抗性基因。最近他們在《PNAS》發表的一項研究表明,盡管Ty-1基因抗性依賴于RNAi,而不是被切斷的遺傳物質,但是它是被病毒DNA的甲基化所“阻斷”的。

 

沒有交叉保護

 

植物世界中一個著名的現象是植物的“免疫法”,通過用相對無害的病毒感染它們。后者可確保植物的防御機制被激活,并對更有害的相關病毒提供“交叉保護”。

 

瓦赫寧恩研究人員驚奇地發現,感染CMV——包含RNA作為遺傳物質的一種病毒,并不受Ty-1抗性機制的影響,實際上會損害對TYLCV病毒的抵抗性。根據研究人員介紹,這對植物育種者來說是一個警告。利用Ty-1基因的確能夠提供抗性,但是如果植物受到其他各類病毒攻擊的話,在溫室和田間生長的植物中,該機制將面臨風險。

 


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