山東農大科研團隊揭秘病毒“詭計”——揭示病毒與植物互作新機制

中國教育報-中國教育新聞網訊（記者 魏海政 通訊員 王靜 趙秀明）病毒是微小的生物體，雖然看不見摸不著，但對人類和動植物健康的影響不容小覷。特別是對植物來說，病毒病不僅導致植物生長受阻，還可能嚴重影響作物產量。然而，病毒是如何在植物體內“興風作浪”的？這一機制一直是個未解之謎。

北京時間2025年3月5日，國際著名學術期刊《細胞宿主與微生物》（Cell　Host　&　Microbe）在線發表了山東農業大學包志龍和馬方放教授領銜的園藝作物抗病及品質遺傳改良育種團隊的最新科研成果，為我們揭開了這一謎團。

我國是番茄生產消費第一大國，根據聯合國糧食及農業組織統計數據，2022年我國番茄產量在6900萬噸以上，占世界總產量的38%以上。番茄生產過程中病蟲害非常嚴重，常見的番茄病害有44種，且仍有新的病原物或致病變種在不斷涌現。當前危害我國番茄生產的病害主要是病毒病，其中黃化曲葉病毒病、褪綠病毒病、褐色皺紋果病毒病最為嚴重。

培育抗病品種是抵御病毒病危害最有效的途徑。

科研人員以番茄為模式植物，揭示了病毒如何挾持并重新編排植物細胞周期調控蛋白功能，促進病毒繁殖，限制植物生長發育的分子機理。他們還創制了改變細胞周期調控蛋白功能的遺傳材料，明確了其對病毒病的抗性，為抗病育種開辟了新思路。

病毒編碼蛋白少，必須依賴宿主蛋白構建完整的生存繁殖體系。傳統培育抗病品種需要有廣泛的種質資源、良好的接種發病條件、長期的篩選鑒定，容易受到物資、人力投入和環境等多種因素的影響。明確宿主蛋白參與病毒復制的機制，有利于靶向篩選和創制抗病育種材料，縮短培育抗病品種的周期。

論文通訊作者之一包志龍教授介紹，想要避免病毒病肆虐、影響蔬菜生產，明確病毒的繁殖機制是關鍵。就番茄而言，黃化曲葉病毒和褪綠病毒分別屬于DNA和RNA病毒范疇，在宿主體內復制繁殖的機制有較大差異，是否挾持共性的宿主蛋白是值得研究的重要科學問題。

科研團隊研究發現，番茄黃化曲葉病毒和褪綠病毒均挾持細胞周期調控關鍵蛋白復合體E3泛素連接酶APC/C的激發子CDC20，這兩種病毒通過雙重機制調整APC/C的活性，加速細胞周期調控因子RBR1的分解，從而對植物的生長發育產生干擾。同時，病毒對植物細胞周期調控因子功能的重新編排，抑制了植物正常的生長發育。

《細胞宿主與微生物》雜志審稿人認為，通過改變細胞周期調控蛋白功能，該論文不僅為理解病毒與植物互作的新機制提供了重要線索，對病毒如何編排宿主細胞核內生物學過程提供了更深層次的見解，也為病毒病抗性育種提供了新思路，會促進相關領域的進一步發展。

論文通訊作者之一馬方放教授表示，研究團隊將在此基礎上繼續探索病毒與植物互作的其他發育相關機制，為抗病育種提供更多靶點，培育出具有更強抗病能力的作物品種，從而提高作物產量和質量，保障國家糧食和蔬菜安全。