水稻體內(nèi)“抗病毒衛(wèi)士”可增強水稻的抗病毒能力

福建日報·新福建客戶端3月13日訊（記者 蔣豐蔓）水稻是全球超過一半人口的主糧，其健康生長對糧食安全至關(guān)重要。然而，就像人會遭到病毒攻擊一樣，我們每天吃的米飯在生長過程中也會生病，病毒病害就像水稻的“小惡魔”，嚴(yán)重影響它們的產(chǎn)量和質(zhì)量。

科學(xué)家們長期以來致力于研究水稻如何抵御病毒侵襲，雖然在病毒鑒定、致病機理解析以及植物抗病毒機制等方面取得了諸多突破，但水稻等禾本科植物細胞如何識別病毒入侵并啟動免疫防御的分子機制仍有許多未知。

記者從福建農(nóng)林大學(xué)獲悉，近日福建農(nóng)林大學(xué)李毅教授團隊在國際頂級學(xué)術(shù)期刊Nature(《自然》)雜志上發(fā)表了題為“Perception of viral infections and initiation of antiviral defence in rice”（水稻感知病毒侵染并啟動抗病毒防御的機制）的研究論文，首次揭示了水稻如何感知病毒入侵并激活抗病毒免疫反應(yīng)的核心機制。

研究發(fā)現(xiàn)，水稻體內(nèi)存在一種名為RBRL（RING1-IBR-RING2類型的泛素連接酶）的蛋白，它不僅能夠識別水稻條紋病毒（RSV）的外殼蛋白（CP），還能夠識別水稻矮縮病毒（RDV）的外殼蛋白P2。

“RBRL蛋白好比水稻體內(nèi)的‘抗病毒衛(wèi)士’，它就像個敏銳的‘前哨’，能同時識別兩種病毒的外殼蛋白，不管是水稻條紋病毒還是水稻矮縮病毒，都逃不過它的‘火眼金睛’。” 李毅團隊介紹。

RBRL蛋白的“功能”還不止于此。進一步研究表明，RSV的外殼蛋白CP能夠誘導(dǎo)RBRL的表達增加，并激活其泛素連接酶活性。RBRL隨后通過調(diào)控茉莉酸信號通路，增強水稻的抗病毒能力。

這可以理解為，當(dāng)病毒來犯時，RBRL蛋白迅速“變身”把茉莉酸信號通路抑制因子NINJA3蛋白“拿下”，從而讓茉莉酸信號通路“火力全開”，增強水稻的抗病毒能力。

李毅教授于2023年8月全職引進到福建農(nóng)林大學(xué)，在前期帶領(lǐng)北京大學(xué)團隊長期研究的基礎(chǔ)上，聯(lián)合福建農(nóng)林大學(xué)等多個實驗室繼續(xù)開展研究。結(jié)合多年研究成果，李毅研究團隊此次發(fā)文不僅在基礎(chǔ)科學(xué)層面揭示了水稻抗病毒免疫的核心機制，還為抗病毒育種提供了切實可行的技術(shù)支持。

李毅團隊介紹，通過優(yōu)化RBRL蛋白功能、增強茉莉酸信號通路活性，以及強化RNA干擾（RNAi）與活性氧（ROS）協(xié)同防御能力等多種技術(shù)路徑，未來有望培育出更具抗病能力的水稻新品種，從而降低病毒病害帶來的農(nóng)業(yè)損失，提高糧食生產(chǎn)穩(wěn)定性。同時，這一研究為全球水稻生產(chǎn)提供了新的抗病毒策略，助力可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

圖說：RBRL介導(dǎo)的抗病毒免疫反應(yīng)啟動機制模型

據(jù)悉，本研究得到了福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)林生物安全全國重點實驗室的重要合作支持，福建農(nóng)林大學(xué)團隊在實驗技術(shù)、數(shù)據(jù)分析以及病害防控策略優(yōu)化方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，與北京大學(xué)研究團隊緊密合作，共同推進水稻抗病毒防御研究。