Plant Commun | 山东农业大学李向东/田延平与华中农大洪霓团队揭示脱水蛋白COR15协同RNA沉默对抗病毒侵染机制
柑橘衰退病毒（CTV）是全球柑橘生产中经济影响最严重的病毒。为了成功侵染，CTV 编码了沉默抑制子 p20，通过劫持宿主自噬途径降解关键的RNA沉默组分SGS3，从而瓦解植物的先天免疫系统。然而，面对病毒的剧烈攻势，植物是否进化出了特定的蛋白质来保护 SGS3 免受降解？特别是像脱水蛋白这类传统的逆境响应蛋白，是否参与了这场“抗病毒保卫战”及其底层的生物物理机制，此前仍不清楚。研究团队以此为切入点，通过探寻 p20 的互作因子，试图揭开植物抗病毒的隐秘防线。2026年4月29日，山东农业大学植物保护学院李向东教授、田延平教授团队联合华中农业大学植物科学技术学院洪霓教授团队，在植物学知名期刊《Plant Communications》上在线发表(最终校稿还未提交)了题为“The dehydrin protein COR15 enhances antiviral RNA silencing by preventing viral protein-mediated SGS3 degradation and promoting SGS3 condensate formation”的研究论文。研究首次鉴定到植物脱水蛋白 COR15 在抗病毒免疫中的新功能，并揭示了其通过竞争性结合 RNA 沉默因子 SGS3，从而阻断病毒蛋白 p20 诱导的自噬降解，并驱动siRNA 小体相分离组装的分子机制。这一发现不仅阐明了宿主脱水蛋白在植物-病毒协同演化中的“反防御”策略，也为开发具有广谱抗性的气候韧性作物提供了重要的遗传靶点。研究通过酵母双杂交、免疫共沉淀、双分子荧光互补及荧光素酶互补成像等多种互作验证实验，证实青柠(C. aurantifolia)和本氏烟草(N. benthamiana)的COR15蛋白均可与CTV的p20蛋白发生特异性互作，且CTV侵染或p20蛋白表达可显著诱导COR15在细胞质中形成颗粒状结构，同时CTV侵染能显著上调本氏烟草中COR15基因的表达水平，明确了COR15与CTV p20的关联及对病毒侵染的响应特性。
图1 CTV p20与CaCOR15、NbCOR15存在相互作用通过基因瞬时过表达、病毒诱导基因沉默、CRISPR/Cas9基因敲除及柑橘瞬时转化等多种功能验证实验，探究COR15的抗病毒功能。结果显示，过表达COR15可显著降低CTV基因组RNA和外壳蛋白的积累，减弱植株感病症状；沉默或敲除COR15则会加剧植株发病表型，提升病毒积累量，同时降低病毒小干扰RNA扩增效率。异源表达青柠COR15的转基因本氏烟草也表现出显著的CTV抗性，证实COR15可正向调控植物抗CTV免疫应答。依托本氏烟草16c植株开展RNA沉默功能验证，结果表明COR15可有效解除p20的RNA沉默抑制活性，显著提升绿色荧光蛋白小干扰RNA的积累水平，促进RNA沉默发生。COR15在单子叶、双子叶植物中的同源蛋白均具备增强RNA沉默的保守功能，而敲除或沉默COR15会显著抑制植物局部和系统性RNA沉默效率，证明COR15是植物RNA沉默通路的正向调控因子。研究团队探究了COR15调控SGS3蛋白稳定性的分子机制，结果显示COR15不会直接影响SGS3的转录与基础蛋白积累，但可剂量依赖性阻断p20介导的SGS3自噬降解，且该保护效应依赖自噬通路而非蛋白酶体通路。COR15可与SGS3直接互作，通过竞争性结合SGS3的N端结构域，干扰p20与SGS3的结合，减少SGS3向自噬体的定位与降解，稳定宿主核心免疫蛋白SGS3。图4 NbCOR15干扰p20-SGS3互作、抑制p20介导的SGS3降解研究通过共定位观察、荧光漂白恢复、1,6-己二醇处理等实验验证，COR15可进入SGS3相分离凝聚体，具备液态相分离特性。过表达COR15能显著提升SGS3凝聚体的密度，敲除COR15则会导致SGS3凝聚体数量减少、尺寸异常增大，破坏siRNA小体正常结构。同时COR15可增强SGS3与RDR6的互作效率，促进内源反式作用小干扰RNA的合成，完善siRNA加工通路，证实COR15是siRNA小体的全新功能组分。研究通过SGS3基因沉默构建双突变材料开展遗传关系验证，结果显示沉默SGS3后，COR15过表达植株的抗CTV能力显著丧失，COR15敲除植株的病毒易感表型也得到恢复，证明COR15的抗病毒功能完全依赖SGS3介导的RNA沉默通路，明确了二者的上下游调控关系。图6 COR15通过SGS3发挥抗柑橘衰退病毒功能研究对COR15的广谱抗病毒活性进行验证，通过接种马铃薯Y病毒、番茄褐色皱果病毒两种RNA病毒发现，过表达青柠COR15可显著延缓病毒发病进程，降低病毒在植株体内的积累量，证实COR15是具备广谱抗性的植物抗病毒因子。图7 CaCOR15在本氏烟草中发挥广谱抗病毒作用研究揭示了脱水素蛋白COR15的全新生物学功能，打破了脱水素仅参与植物非生物胁迫应答的固有认知，阐明了植物通过COR15拮抗病毒沉默抑制子、稳定核心免疫蛋白、调控相分离形成功能性siRNA小体的全新分子机制，完善了植物与病毒协同进化中的攻防博弈理论，填补了脱水素参与植物抗病毒RNA沉默通路的研究空白，也为SGS3凝聚体形成的调控机制提供了新解析。COR15具备广谱抗病毒特性，可为柑橘及其他农作物抗病毒分子育种提供全新的靶标基因，为开发广谱、高效的植物抗病毒防控技术提供重要的理论支撑，对保障粮食与经济作物安全生产具有重要意义。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101879
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