科學家揭示雙生病毒抑制植物基因沉默新機制

雙生病毒是一類在世界范圍內廣泛爆發流行的植物單鏈DNA病毒，對全球作物造成毀滅性危害。我國流行爆發的雙生病毒中有些伴隨有衛星DNA，有些并沒有衛星DNA伴隨。云南番茄曲葉病毒是典型的沒有衛星伴隨的雙生病毒，其基因組序列與中國番茄曲葉病毒基因組序列具有87.7%的同源性，若除去C4基因，則兩病毒的基因組同源性高達97.2%。

中國農業科學院植物保護研究所作物有害生物功能基因組研究創新團隊揭示了雙生病毒C4蛋白抑制植物轉錄水平基因沉默的新機制。前期研究發現，番茄曲葉病毒C4蛋白是其癥狀決定因子，C4蛋白通過與寄主因子互作改變寄主因子亞細胞定位而誘發病毒癥狀產生；同時C4蛋白作為病毒編碼的多功能蛋白，其抑制寄主植物轉錄水平基因沉默的分子機制尚不明確。云南番茄曲葉病毒C4蛋白能夠與甲基轉移酶互作，阻止甲基轉移酶對病毒基因組DNA的結合，從而抑制其對病毒基因組的甲基化。云南番茄曲葉病毒C4的第43位絲氨酸在互作中發揮重要作用。進一步研究發現，云南番茄曲葉病毒C4通過與甲基轉移酶互作不僅影響其對病毒基因組的甲基化，而且影響其對植物內源基因的甲基化；因此，云南番茄曲葉病毒C4通過與甲基轉移酶互作抑制其與病毒基因組DNA的結合，從而抑制甲基轉移酶介導的轉錄水平基因沉默，創造出有利于病毒侵染的細胞環境。研究闡明了雙生病毒逃逸寄主防衛反應的分子機理，為雙生病毒的防控及抗雙生病毒品種的選育提供理論基礎。