抗芜菁花叶病毒研究取得新突破

时间:2013-06-17浏览:385

    近日,南京农业大学园艺学院张昌伟博士、福建农林魏太云教授、加拿大农业和食品部南方植物保护中心王爱民教授、南京农业大学侯喜林教授等人关于抗芜菁花叶病毒研究的最新成果发表于《PLOS Pathogens》。该研究成果将对十字花科作物抗芜菁花叶病毒新品种选育产生重要意义。

    芜菁花叶病毒(TuMV)是十字花科蔬菜病毒病害的最主要病原,它能够侵染43个科的318种植物。以小白菜(不结球白菜)为例,我国每年播种面积可达960万亩,受芜菁花叶病毒危害,平均每年造成约5%的损失,有些年份减产10%以上,严重的地块绝收。

    通过杂种优势利用途径,选育抗病品种是防治芜菁花叶病毒病的一种有效方法。但存在抗性资源贫乏、育种周期长、抗病基因与不良农艺性状基因连锁,故利用现代分子生物学技术发现新的抗芜菁花叶病毒基因并应用于新品种选育是发展趋势。

    由于芜菁花叶病毒结构简单,不能独立完成复制和体内运输,必须依赖寄主提供蛋白质或营养才能完成整个生命循环。分离和克隆这些寄主因子,通过基因工程手段使这些寄主因子基因表达沉默,可以使寄主产生对病毒的抗性。张昌伟博士与魏太云教授研究发现,芜菁花叶病毒的6K2蛋白会在寄主细胞的内质网上诱导形成囊泡,而且病毒复制复合体、病毒的mRNA和dsRNA以及与病毒复制有关的寄主基因都位于芜菁花叶病毒6k2的囊泡内,并且这一囊泡将最终通过植物细胞内分泌途径锚定在植物叶绿体上。经进一步研究发现,寄主植物的SNARE基因家族SYP71参与了TuMV 6K2囊泡在叶绿体的定位与聚集,如将SYP71基因下调表达,可以抑制芜菁花叶病毒的复制与侵染。该发现揭示了植物病毒复制泡与寄主膜之间是如何定位的,也为研究其他植物病毒与寄主之间的互作提供了新思路,还为应用基因工程及分子标记技术开展十字花科作物分子设计育种和抗病分子辅助选择育种提供理论依据,可加快十字花科作物和其他农作物的抗病育种进程。