近日，西北农林科技大学植物病毒与病毒基因工程技术研究团队揭示了BYDV—蚜虫—小麦的协同进化关系，研究成果在线发表于Molecular Plant上。
由大麦黄矮病毒（BYDV）侵染引起的小麦黄矮病是危害我国西北、华北、黄淮等麦区的重要病害。维持活性氧（ROS）稳态对于受病毒感染的植物生长和存活至关重要，许多病毒可破坏寄主植物体内的ROS平衡，导致植物产生黄化和坏死症状。而病毒也可以通过控制植物的ROS稳态来促进自身的侵染和积累。过氧化氢酶（CATs）几乎是所有需氧生物中发现的最古老的抗氧化酶之一，该酶能将细胞代谢活动产生的H2O2分解为水和氧，以维持植物体内的ROS稳态。
该研究发现病毒的运输蛋白（MP）过表达显著促进了小麦中ROS的积累，导致黄矮表型的出现。相反，小麦为了抵御病毒感染扩展，利用自身TaCATs抑制病毒侵染。病毒又为了反防御，克服TaCATs抑制，MP通过26S蛋白酶体途径，促进蛋白酶体受体蛋白PSMD2和TaCAT1的互作，从而促进TaCATs的降解。TaCATs被降解后破坏了小麦体内的ROS平衡，导致ROS含量升高。ROS含量的升高促进了BYDV的积累，同时又抑制了介体蚜虫的繁殖，并促进了有翅蚜的产生，推动了有翅蚜迁飞到健康小麦开始下一轮循回传毒。
MP蛋白促进BYDV侵染和传播机理的模式图。（课题组供图）
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2024.03.004
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