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活性氧（ROS）對(duì)生物體的基本生物過(guò)程和應(yīng)激反應(yīng)既有益處也有弊端。在植物中，生物脅迫和非生物脅迫都會(huì)導(dǎo)致幾種不同亞細(xì)胞區(qū)室產(chǎn)生ROS（Mittler 2017）。線粒體是ROS的另一個(gè)重要來(lái)源，線粒體ROS（mROS）參與植物的防御和免疫以及細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)。然而，盡管真核生物中線粒體的組裝和整體功能高度保守，但負(fù)責(zé)植物防御和免疫的線粒體過(guò)程仍知之甚少。

近日，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院李洪連/施艷教授團(tuán)隊(duì)的研究成果《Cucumber Green Mottle Mosaic Virus Coat Protein Hijacks Mitochondrial ATPδ to Promote Viral Infection》在國(guó)際著名期刊Molecular Plant Pathology上發(fā)表。

該研究以黃瓜綠斑駁花葉病毒（CGMMV）為研究對(duì)象，病毒通過(guò)劫持寄主線粒體蛋白 ATPδ，從而清除超氧陰離子，幫助自身侵染。在該研究中，作者探討了黃瓜綠斑駁花葉病毒（CGMMV）的外殼蛋白（CP）與線粒體ATP合酶δ亞基（ATPδ）之間的相互作用。利用煙草脆裂病毒介導(dǎo)的病毒誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)沉默ATPδ，阻礙了黃瓜綠斑駁花葉病毒在本氏煙葉片中的積累。在轉(zhuǎn)基因植物中過(guò)表達(dá)ATPδ以及瞬時(shí)表達(dá)均促進(jìn)了黃瓜綠斑駁花葉病毒的感染。硝基藍(lán)四唑（NBT）和3,3'-二氨基聯(lián)苯胺（DAB）染色結(jié)果顯示，ATPδ抑制了超氧陰離子（O??）的產(chǎn)生，但對(duì)過(guò)氧化氫（H?O?）的產(chǎn)生沒(méi)有影響。用活性氧抑制劑DPI處理感染黃瓜綠斑駁花葉病毒的葉片，引發(fā)了活性氧爆發(fā)，從而抑制了病毒的感染。反轉(zhuǎn)錄定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-qPCR）和超氧化物歧化酶（SOD）活性測(cè)定表明，ATPδ、黃瓜綠斑駁花葉病毒感染以及外殼蛋白表達(dá)特異性地誘導(dǎo)了NbFeSOD3/4的表達(dá)和SOD活性，而沉默NbFeSOD3/4則抑制了黃瓜綠斑駁花葉病毒的侵染。推測(cè)，黃瓜綠斑駁花葉病毒的外殼蛋白與ATPδ相互作用并劫持它，通過(guò)上調(diào)NbFeSOD的表達(dá)，進(jìn)而增強(qiáng)SOD活性，從而加強(qiáng)了對(duì)超氧陰離子的清除。

該研究主要由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)李洪連/施艷教授課題組完成。植保學(xué)院副教授楊雪和已畢業(yè)碩士姜興林為論文第一作者。施艷教授為論文通訊作者。此外，河南農(nóng)業(yè)大學(xué)李洪連教授、寧波大學(xué)魯宇文研究員和沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)夏子豪副教授也參與了該工作。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全危害因子與風(fēng)險(xiǎn)防控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題的資助。

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