水稻作為全球半數(shù)以上人口的主糧作物，其產(chǎn)量穩(wěn)定性對糧食安全至關(guān)重要。在過去的20多年里，科學(xué)家在鑒定新病毒、解析病毒致病機理和植物抗病毒機制等方面取得了一系列的重要進(jìn)展，但在植物細(xì)胞尤其是禾本科植物細(xì)胞如何感知病毒侵染進(jìn)而啟動抗病毒免疫等方面還了解的十分有限。
3月12日，北京大學(xué)李毅研究團隊聯(lián)合福建農(nóng)林大學(xué)等多個實驗室在《自然》（Nature）雜志上發(fā)表了題為“Perception of viral infections and initiation of antiviral defence in rice”的研究論文。該研究突破性地揭示了水稻感知病毒侵染并啟動抗病毒免疫反應(yīng)的分子機制。
研究發(fā)現(xiàn)水稻RING1-IBR-RING2類型的泛素連接酶RBRL不僅能夠識別水稻條紋病毒（Rice stripe virus，RSV）的外殼蛋白（CP），還能識別水稻矮縮病毒（Rice dwarf virus，RDV）的外殼蛋白P2。
進(jìn)一步研究表明，RSV CP不僅能誘導(dǎo)RBRL表達(dá)量上調(diào)，還能激活RBRL的泛素連接酶活性，進(jìn)而促進(jìn)RBRL介導(dǎo)的茉莉酸信號通路抑制因子NOVEL INTERACTOR OF JAZ 3（NINJA3）的泛素化和降解，從而激活水稻茉莉酸信號通路。
李毅團隊這次的發(fā)現(xiàn)結(jié)合團隊前期研究成果，在水稻中發(fā)現(xiàn)和解析了一條核心的抗病毒通路，即從水稻細(xì)胞感知和識別病毒侵染到激活水稻抗病毒免疫機制全鏈條解析。即：以水稻為模式，發(fā)現(xiàn)了從RBRL介導(dǎo)對病毒外殼蛋白感知和識別（Nature, 2025）、茉莉酸信號通路（JA）抑制子降解（Nature, 2025）、到茉莉酸信號通路激活RNA沉默核心蛋白（AGO18）表達(dá)（Cell Host & Microbe, 2020）以及AGO18介導(dǎo)的RNAi和ROS協(xié)同防御的完整抗病毒免疫通路（Molecualr Plant, 2019; Nature Plants, 2017; eLife, 2015; PLoS Pathogens, 2011）。該研究為水稻抗病毒育種提供了多靶點策略：1）利用RBRL廣譜識別特性開發(fā)廣譜抗病毒種質(zhì)；2）通過精細(xì)調(diào)控JA信號通路增強基礎(chǔ)抗性；3）協(xié)同優(yōu)化RNAi與ROS防御系統(tǒng)。這一系統(tǒng)性成果將為作物抗病毒研究和育種提供新的理論框架和技術(shù)路徑。
北京大學(xué)博士畢業(yè)生黃鈺、博士生楊稼琳和博士后孫僖為本文共同第一作者，北京大學(xué)李毅教授為通訊作者，李毅教授實驗室原博士后中國農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授楊志蕊為共同通訊作者。該研究受到國家重點研發(fā)計劃（2021YFA1300702，第一標(biāo)注）和國家自然科學(xué)基金重大項目（32090010）的資助。
本文來源：北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院官網(wǎng)
本期編輯：小黃
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