植物干細(xì)胞免疫病毒的關(guān)鍵因子被發(fā)現(xiàn)

植物感染病毒后，也會“生病”。那么植物如何抵御病毒？近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院趙忠教授團(tuán)隊(duì)通過發(fā)育生物學(xué)和植物病毒學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域交叉研究，找到植物干細(xì)胞免疫病毒的關(guān)鍵因子——WUSCHEL（WUS）蛋白，揭示植物干細(xì)胞的廣譜抗病毒機(jī)制。

目前，植物病毒病害已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的第二大病害，每年在全球造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前最穩(wěn)定、可靠的清除植物體內(nèi)病毒、獲得脫毒植物的生物技術(shù)為“莖尖脫毒”：科學(xué)家們在無菌環(huán)境下將感染病毒植物的莖尖切下，放到裝有培養(yǎng)基的試管中培養(yǎng)。植物長大后再次將莖尖切下進(jìn)行培養(yǎng)，重復(fù)幾輪操作后，就可以獲得沒有病毒感染的植物。

這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于具有普適性，缺點(diǎn)是需要體外培養(yǎng)、步驟繁瑣，經(jīng)濟(jì)代價(jià)很高，其深層機(jī)理也一直未被揭示。因此，解析莖尖內(nèi)在的廣譜抗病毒機(jī)制、尋找抗病毒蛋白，對于培育新型廣譜抗病毒作物具有重要意義。

“在長期的進(jìn)化過程中，植物很難完全戰(zhàn)勝病毒，病毒總是會想盡各種辦法去侵染細(xì)胞?！壁w忠教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，盡管病毒能夠入侵絕大部分細(xì)胞，但有一類特殊的細(xì)胞病毒無法侵染，那就是干細(xì)胞?！叭裟芙沂靖杉?xì)胞的抗病毒機(jī)制，讓其他細(xì)胞也具有類似能力，就可以使整個(gè)植物擁有抵御病毒侵襲的能力”。

2011年，趙忠回國后，歷經(jīng)8年時(shí)間潛心研究，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，以傳統(tǒng)的莖尖脫毒技術(shù)為靈感，發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞一旦感知到病毒的來臨，WUS蛋白會被迅速誘導(dǎo)，抑制蛋白質(zhì)合成中的最關(guān)鍵設(shè)備——核糖體，極大降低植物細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)合成能力。

“這樣病毒進(jìn)入后，無法利用植物細(xì)胞合成病毒蛋白，因而病毒不能進(jìn)行有效的復(fù)制，也就無法繼續(xù)侵染其他細(xì)胞，從而抑制病毒的傳播。”他補(bǔ)充道。

此外，病毒入侵時(shí)，WUS蛋白不僅能夠保護(hù)干細(xì)胞，同時(shí)還能夠“逆行”移動到干細(xì)胞周邊，保護(hù)干細(xì)胞新生的后代細(xì)胞免于病毒感染。研究人員又通過關(guān)鍵的遺傳實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在植物其他細(xì)胞中表達(dá)WUS蛋白，可以保護(hù)植物免受病毒的感染。這說明WUS介導(dǎo)的干細(xì)胞病毒免疫具有廣譜性。

該成果于10月9日發(fā)表在國際頂尖學(xué)術(shù)雜志《Science》上。同行專家評論：“此研究解決了一個(gè)長期存在且備受關(guān)注的問題，是植物病理學(xué)和植物發(fā)育領(lǐng)域的一個(gè)開創(chuàng)性研究。”

團(tuán)隊(duì)研究人員表示，WUS蛋白介導(dǎo)的廣譜抗病毒機(jī)制，可以為多種作物抗病毒防治提供一個(gè)新研究思路，可能為解決全球糧食穩(wěn)產(chǎn)問題帶來新曙光。

◎ 編譯|王海涵? 范瓊 李曉曦

◎ 來源|中國青年報(bào)