植物干細胞免疫病毒的關鍵因子被發現

植物感染病毒后，也會“生病”。那么植物如何抵御病毒？近日，中國科學技術大學生命科學學院趙忠教授團隊通過發育生物學和植物病毒學兩個領域交叉研究，找到植物干細胞免疫病毒的關鍵因子——WUSCHEL（WUS）蛋白，揭示植物干細胞的廣譜抗病毒機制。

目前，植物病毒病害已成為農業生產中的第二大病害，每年在全球造成巨大經濟損失。當前最穩定、可靠的清除植物體內病毒、獲得脫毒植物的生物技術為“莖尖脫毒”：科學家們在無菌環境下將感染病毒植物的莖尖切下，放到裝有培養基的試管中培養。植物長大后再次將莖尖切下進行培養，重復幾輪操作后，就可以獲得沒有病毒感染的植物。

這一技術的優點在于具有普適性，缺點是需要體外培養、步驟繁瑣，經濟代價很高，其深層機理也一直未被揭示。因此，解析莖尖內在的廣譜抗病毒機制、尋找抗病毒蛋白，對于培育新型廣譜抗病毒作物具有重要意義。

“在長期的進化過程中，植物很難完全戰勝病毒，病毒總是會想盡各種辦法去侵染細胞。”趙忠教授研究團隊發現，盡管病毒能夠入侵絕大部分細胞，但有一類特殊的細胞病毒無法侵染，那就是干細胞。“若能揭示干細胞的抗病毒機制，讓其他細胞也具有類似能力，就可以使整個植物擁有抵御病毒侵襲的能力”。

2011年，趙忠回國后，歷經8年時間潛心研究，帶領團隊另辟蹊徑，以傳統的莖尖脫毒技術為靈感，發現干細胞一旦感知到病毒的來臨，WUS蛋白會被迅速誘導，抑制蛋白質合成中的最關鍵設備——核糖體，極大降低植物細胞內的蛋白質合成能力。

“這樣病毒進入后，無法利用植物細胞合成病毒蛋白，因而病毒不能進行有效的復制，也就無法繼續侵染其他細胞，從而抑制病毒的傳播。”他補充道。

此外，病毒入侵時，WUS蛋白不僅能夠保護干細胞，同時還能夠“逆行”移動到干細胞周邊，保護干細胞新生的后代細胞免于病毒感染。研究人員又通過關鍵的遺傳實驗證實，在植物其他細胞中表達WUS蛋白，可以保護植物免受病毒的感染。這說明WUS介導的干細胞病毒免疫具有廣譜性。

該成果于10月9日發表在國際頂尖學術雜志《Science》上。同行專家評論：“此研究解決了一個長期存在且備受關注的問題，是植物病理學和植物發育領域的一個開創性研究。”

團隊研究人員表示，WUS蛋白介導的廣譜抗病毒機制，可以為多種作物抗病毒防治提供一個新研究思路，可能為解決全球糧食穩產問題帶來新曙光。

◎ 編譯|王海涵? 范瓊 李曉曦

◎ 來源|中國青年報