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JXB | 安徽农业大学陈静教授团队揭示植物病毒蛋白劫持宿主天冬酰胺代谢通路促进侵染的机制

  • 2026-10-27 18:21:16
JXB | 安徽农业大学陈静教授团队揭示植物病毒蛋白劫持宿主天冬酰胺代谢通路促进侵染的机制

辣椒轻斑驳病毒(Pepper mild mottle virus,PMMoV)是烟草花叶病毒属的一种正单链RNA病毒,是全球普遍存在的病原体,对辣椒造成严重危害。全球自然发病率接近95%。病毒编码的126 kDa蛋白是病毒的致病因子,与病毒诱导的系统性症状密切相关。然而,关于126 kDa蛋白在PMMoV致病性中作用的研究十分有限。氨基酸是植物中氮素运输的主要形式,不仅参与代谢过程,还作为信号分子调控免疫反应。但植物病毒操纵氨基酸代谢促进侵染的具体分子机制仍未阐明。

2026年6月19日,安徽农业大学植物保护学院陈静教授团队在生物学领域top期刊Journal of ExperimentalBotany发表了题为A viral protein promotes host L-asparaginase activity and weakens the asparagine-induced resistance pathway for the benefit of virus infection的研究论文。该研究阐述了PMMoV操纵植物氨基酸代谢促进病毒侵染的机制,明确了病毒感染与宿主氨基酸代谢之间的机制联系,为植物-病毒相互作用研究提供了新见解。

该研究聚焦的关键氨基酸代谢节点为L-天冬酰胺酶(L-asparaginase,LA),一种在动植物中普遍存在的酶,其核心功能是将天冬酰胺(Asn)水解为天冬氨酸(Asp)。作者通过酵母双杂交文库筛选发现了病毒蛋白126 kDa与LA的互作关系,这让作者意识到病毒可能会靶向LA-Asn/Asp的代谢通路,甚至可能是一系列植物RNA病毒共用的侵染策略。作者通过遗传学实验证实了LA在病毒侵染过程作用。

基于前人的线索,作者进一步探索出了Asn/Asp能调控多种抗病毒通路(水杨酸SA、乙烯Eth和活性氧ROS),而病毒蛋白极可能正是通过操纵LA在Asn/Asp代谢过程的作用,破解了植物的免疫防御。

作者团队并未止步于单一病毒,而是将研究视野拓展至其他重要RNA病毒。结果发现,CMV、TBSV等病毒的致病蛋白同样能与LA酶互作,这表明该代谢操控策略在其他病毒中的普遍性。

该研究的价值不仅仅是发现病毒蛋白与宿主酶的互作,而是把长期悬而未决的“病毒如何通过氨基酸代谢操控免疫”的分子机制做了更加详细的解析。同时为抗病育种提供了氨基酸代谢这个 “免疫开关”靶点。

安徽农业大学植保学院在读博士生何勇为论文第一作者,陈静教授和祝强强讲师为通讯作者,研究生陈新月、郭岳飞、赵颖琪和本科生叶思滢,安徽农业大学蒋磊副教授、陈晓洋教授,南京农业大学钟山青年研究员赵延晓参与了研究工作。该研究得到了安徽省生物育种实验室重大科技创新研究项目(2025SWYZ0215)、安徽省优秀青年科学基金(2308085Y25)、国家自然科学基金(32302297)以及安徽省高校优秀青年科研项目(2023AH030047)的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1093/jxb/erag304

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