科學(xué)家揭示雙生病毒抑制植物基因沉默新機(jī)制

雙生病毒是一類在世界范圍內(nèi)廣泛爆發(fā)流行的植物單鏈DNA病毒，對(duì)全球作物造成毀滅性危害。我國(guó)流行爆發(fā)的雙生病毒中有些伴隨有衛(wèi)星DNA，有些并沒有衛(wèi)星DNA伴隨。云南番茄曲葉病毒是典型的沒有衛(wèi)星伴隨的雙生病毒，其基因組序列與中國(guó)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(dá)97.2%。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物有害生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)揭示了雙生病毒C4蛋白抑制植物轉(zhuǎn)錄水平基因沉默的新機(jī)制。前期研究發(fā)現(xiàn)，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(xì)胞定位而誘發(fā)病毒癥狀產(chǎn)生；同時(shí)C4蛋白作為病毒編碼的多功能蛋白，其抑制寄主植物轉(zhuǎn)錄水平基因沉默的分子機(jī)制尚不明確。云南番茄曲葉病毒C4蛋白能夠與甲基轉(zhuǎn)移酶互作，阻止甲基轉(zhuǎn)移酶對(duì)病毒基因組DNA的結(jié)合，從而抑制其對(duì)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(fā)揮重要作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，云南番茄曲葉病毒C4通過與甲基轉(zhuǎn)移酶互作不僅影響其對(duì)病毒基因組的甲基化，而且影響其對(duì)植物內(nèi)源基因的甲基化；因此，云南番茄曲葉病毒C4通過與甲基轉(zhuǎn)移酶互作抑制其與病毒基因組DNA的結(jié)合，從而抑制甲基轉(zhuǎn)移酶介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄水平基因沉默，創(chuàng)造出有利于病毒侵染的細(xì)胞環(huán)境。研究闡明了雙生病毒逃逸寄主防衛(wèi)反應(yīng)的分子機(jī)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(chǔ)。