CELL HOST & MICROBE | 李毅課題組在水稻抗病毒免疫中取得重要進展
2020年7月8日，Cell Host & Microbe正式發(fā)表了來自北京大學生命科學學院李毅課題組的“Jasmonate signaling enhances RNA silencing and antiviral defense in rice”研究論文（28/1 pp. 89-103, 2020. http://doi.org/10.1016/j.chom.2020.05.001），揭示了水稻茉莉酸（JA）信號通路通過調控RNA沉默（RNAi）信號通路促進水稻抗病毒免疫的機制。
水稻條紋病毒（Rice stripe virus，RSV）是由昆蟲傳播的病毒，除侵染水稻外，還可以侵染小麥、大麥等禾本科作物。被感染水稻心葉基部出現(xiàn)褪綠的黃白色斑條，嚴重時心葉整片黃化甚至枯死，嚴重影響水稻產量。該課題組之前的研究發(fā)現(xiàn)，水稻抗病毒RNAi信號通路的核心蛋白AGO18受病毒侵染誘導，通過與AGO1競爭性結合miR168和miR528，釋放其靶基因AGO1和抗壞血酸氧化酶基因（AO），AGO1蛋白通過結合病毒siRNA（vsiRNA）介導抗病毒免疫（eLife, 2015）；AO蛋白通過調節(jié)植物體內的氧化還原穩(wěn)態(tài)，促進活性氧（ROS）的積累，增強水稻的抗病毒免疫（Nature Plants, 2017）。但是病毒侵染如何誘導水稻AGO18表達并不清楚。研究人員通過分子、生化和遺傳學等方法，發(fā)現(xiàn)RSV侵染或者病毒外殼蛋白（CP）過表達能夠誘導水稻茉莉酸（JA）的顯著積累，同時JA合成和信號通路相關的基因也被顯著誘導表達。JA信號通路的關鍵轉錄因子（JAMYB）能夠結合并激活AGO18的啟動子，從而誘導AGO18的表達，抑制病毒的侵染。研究人員進一步發(fā)現(xiàn)，水稻JAZ6蛋白能夠通過與JAMYB相互作用抑制其轉錄激活活性。
綜上所述，該研究揭示了病毒侵染后植物JA信號通路與RNAi信號通路協(xié)同參與水稻抗病毒防御的分子機制，發(fā)現(xiàn)了JAMYB作為響應JA信號通路的轉錄因子參與水稻AGO18的轉錄調控；同時，揭示了水稻中獨特的RSV CP介導的抗性的分子機制（圖1）。該期刊同期發(fā)表了由國際著名病毒學家，加州大學丁守偉教授撰寫的評論文章（28/1 pp. 7-9, https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.06.007），提出該發(fā)現(xiàn)為研究植物寄主激素信號通路對抗病毒RNAi信號通路的調控開辟了一條新途徑。
水稻JA信號通路與RNAi通路協(xié)同抗病毒的作用模型
北京大學博士后楊志蕊博士和博士研究生黃鈺為該論文的并列第一作者，李毅教授為該論文的通訊作者。北京大學許智宏院士、清華大學戚益軍教授以及四川農業(yè)大學王文明教授為該論文共同作者。該研究得到了國家自然科學基金、國家水稻產業(yè)體系項目和博士后創(chuàng)新人才支持計劃的大力支持。
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