植保学院植物病毒与病毒基因工程技术研究团队在期刊《PLOS Pathogens》上在线发表了题为“A viral p3a protein targets and inhibits TaDOF transcription factors to promote the expression of susceptibility genes and facilitate viral infection”的研究论文,揭示了大麦黄矮病毒(BYDV)p3a蛋白在BYDV侵染小麦过程中的功能及其作用机理。植保学院田淑媛博士和宋青婷博士为论文共同第一作者,吴云锋教授和赵磊教授为论文共同通讯作者。
由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。通常秋苗感病后,经麦蚜迁飞传毒快速流行,造成小麦黄化矮缩,减产、绝收,该病害被称为麦类“癌症”。但是,关于BYDV致病机理的研究一直处于初步阶段。尤其是对BYDV p3a蛋白的功能及其作用机理知之甚少。
通过在本氏烟中将p3a与BAX、INF1共同瞬时表达,发现p3a具有抑制BAX和INF1激发的烟草细胞坏死的功能。病毒定量检测结果表明,在小麦中瞬时过表达p3a蛋白促进了BYDV的积累。通过酵母双杂交筛库、回转验证、双分子荧光互补和免疫共沉淀等多种方法,证明了转录因子TaDOF 与p3a互作,并且互作位置发生在细胞核中。TaDOF可以在细胞核、细胞膜和叶绿体上引起活性氧爆发,而p3a 的表达具有抑制TaDOF活性氧爆发的功能。
TaDOF转录因子的锌指结构域通过与TaHSP70启动子互作,抑制TaHSP70的表达。当BYDV侵染小麦后,BYDV的p3a蛋白通过与小麦TaDOF转录因子的锌指结构域结合,抑制TaDOF转录因子的功能,从而解除TaDOF转录因子对TaHSP70启动子的抑制,进而提高TaHSP70的表达量,TaHSP70的表达量提高可促进BYDV的侵染。p3a的第32-48位氨基酸是其抑制免疫的关键区段,并且p3a的第34位和第40位氨基酸是其与TaDOF互作的关键位点。当p3a的第34位或40位氨基酸突变后,p3a入核明显减少。该研究对揭示BYDV与小麦的互作机理具有重要意义。
该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。
原文链接:https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1012680
西北农林科技大学
西农深圳研究院