作者:李晨 来源:中国科学报 发布时间:2024/11/20 11:53:33
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研究揭示西瓜病程相关蛋白PR1具有抗病毒功能

 

近日,中国农业科学院郑州果树研究所(以下简称郑果所)瓜果质量安全监测与控制技术团队在《植物细胞报告》(Plant Cell Reports)上发表研究论文。该研究揭示,在西瓜中响应小西葫芦黄花叶病毒(ZYMV)的关键基因PR1具有抗病毒功能。

接种ZYMV后,对照植株出现新叶(左下)畸形、老叶(右下)叶脉坏死等症状,而ClPR1过表达植株(上图)新老叶均表现为轻微花叶症状。受访者供图

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小西葫芦黄花叶病毒是一种全球范围内广泛分布的正单链RNA病毒,可造成葫芦科作物严重减产。在病害防治中,抗病育种是最经济有效的方法。然而目前在葫芦科作物中仅鉴定到两个相关的隐性基因。

西瓜938-16-B是该团队前期筛选出的具有小西葫芦黄花叶病毒抗性的野生资源,病毒侵染该品种后,会触发植株过敏反应,进而抑制病毒的增殖。

为了深入探讨抗病机制,该团队通过转录组和蛋白组联合分析,鉴定出抗病关键基因PR1。研究发现,过表达ClPR1能够显著提高易感品种对小西葫芦黄花叶病毒的抗性。

PR1是植物受到病原体胁迫后产生的一种小分子蛋白。过去的研究已经证实了其对真菌、卵菌和细菌的抗性作用。对于病毒,在此之前尚无证据表明PR1具有抗病功能。

该研究证明在植物抗病毒过程中,PR1不仅仅只是抗病反应的标记基因,更重要的是它具有抗病毒功能,这一结果为未来抗病育种工作提供新的基因资源。

此外,研究采用团队自主研发的VIGS载体和过表达载体,克服了葫芦科作物遗传转化效率低的问题,成功实现了目标基因快速高效的系统沉默和超量表达,为葫芦科作物基因功能研究提供了强有力的技术支撑。

郑果所郝小苑、刘枫楠为论文共同第一作者,副研究员康保珊为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家西甜瓜产业技术体系、中国农科院创新工程等项目资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1007/s00299-024-03364-y





 
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