中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物干細(xì)胞廣譜抗病毒機制

　　央廣網(wǎng)合肥10月9日消息（記者劉軍）記者9日從中國科大獲悉，該校生命科學(xué)學(xué)院趙忠教授團隊通過發(fā)育生物學(xué)和植物病毒學(xué)兩個領(lǐng)域的交叉研究，找到了植物干細(xì)胞免疫病毒的關(guān)鍵因子—WUSCHEL（WUS）蛋白，揭示了植物干細(xì)胞的廣譜抗病毒機制。該成果于北京時間10月9日發(fā)表在《Science》雜志上。

　　據(jù)了解，目前，植物病毒病害已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的第二大病害，植物一旦染上病毒將帶來毀滅性的后果，比如在水稻中由稻飛虱傳播的病毒（條紋葉枯病和黑條矮縮病）一旦爆發(fā)，輕則減產(chǎn)16%左右，重則絕收。盡管國內(nèi)外研究人員已經(jīng)從多個角度進行了大量的研究，包括RNA干擾，細(xì)胞自噬和植物激素等途徑，但是對于植物干細(xì)胞存在廣譜抗病毒能力的原因仍然不清楚。由于病毒種類繁多，已知的植物病毒就有1000多種，現(xiàn)有的抗病毒手段只能針對少數(shù)的病毒，且隨著病毒不斷進化，抗性也會逐漸減弱。“莖尖脫毒”是少有的可以應(yīng)用于大多數(shù)植物、清除體內(nèi)病毒的最有效的生物技術(shù)，但其深層機理一直未被揭示。

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)趙忠團隊另辟蹊徑，以傳統(tǒng)的莖尖脫毒技術(shù)為靈感來源，歷經(jīng)8年潛心研究，發(fā)現(xiàn)WUS是一個存在于植物干細(xì)胞中的關(guān)鍵抗病毒蛋白。干細(xì)胞內(nèi)的WUS是一個非常保守的蛋白，從低等植物到高等植物中普遍存在。這個蛋白受病毒感染誘導(dǎo)，并且通過直接抑制一類甲基轉(zhuǎn)移酶基因，影響了細(xì)胞參與蛋白質(zhì)合成的主要細(xì)胞器-核糖體的組裝，從而降低了蛋白質(zhì)合成速率。這將直接導(dǎo)致病毒不能利用植物細(xì)胞完成自身蛋白質(zhì)的翻譯，以及病毒的復(fù)制和組裝的過程，從而抑制了病毒的傳播。

　　同時，WUS蛋白也可以成為其他細(xì)胞抵抗病毒的“利器”，研究人員在植物其它細(xì)胞中表達WUS蛋白，可以保護植物免受病毒的感染。同時研究人員還檢查了多種病毒，并證實WUS蛋白均可以抑制這些病毒對植物細(xì)胞的感染，說明WUS蛋白介導(dǎo)的干細(xì)胞病毒免疫具有廣譜性。

　　這項工作研究了植物分生組織存在的廣譜抗病毒免疫活性，第一次發(fā)現(xiàn)在病毒抗性和分生組織維持基因之間存在如此精確的分子連接。同行專家評論：“此研究解決了一個長期存在且備受關(guān)注的問題，是植物病理學(xué)和植物發(fā)育領(lǐng)域的一個開創(chuàng)性研究。”

　　下一步，研究團隊計劃怎樣將其應(yīng)用到育種中，基于蛋白質(zhì)人工進化技術(shù)，篩選高抗病蛋白，并利用生物技術(shù)轉(zhuǎn)入多種作物中，以得到廣譜高抗病的作物新品種。團隊研究人員表示， WUS作為一個保守的干細(xì)胞調(diào)節(jié)蛋白，其同源蛋白存在于多種植物中。WUS蛋白介導(dǎo)的廣譜抗病毒機制可以為多種作物抗病毒防治提供一個新的研究思路，可能為解決全球糧食穩(wěn)產(chǎn)帶來新曙光。