Hortic Res | 宁波大学联合多家单位揭示辣椒轻斑驳病毒反防御叶绿体免疫的分子机制

辣椒（Capsicum annuum）是我国重要的蔬菜作物，种植面积超1000多万亩，产量占世界一半以上。病毒病害是影响辣椒生产的主要因素，其中辣椒轻斑驳病毒（pepper mild mottle virus, PMMoV）是重要病毒病害之一。由于PMMoV传播方式多样（摩擦传毒、土传、种传等）而且病毒粒子稳定可长期保持侵染力，近年来在我国多个辣椒产区均有检出并逐年加重，给辣椒产业造成了较大影响。解析PMMoV的致病机理并挖掘新的抗病基因非常必要。

2023年3月，Horticulture Research上线了（Advance Access）宁波大学植物病毒学研究所联合安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所合作完成的题为Pepper mild mottle virus coat protein interacts with pepper chloroplast outer envelope membrane protein OMP24 to inhibit antiviral immunity in plants的研究论文，解析了PMMoV与叶绿体免疫间的相互作用，为辣椒抗病策略研发提供了新基因、新思路。

该研究发现PMMoV侵染辣椒后诱导了辣椒叶绿体外膜蛋白OMP24（chloroplast outer membrane protein 24)的上调表达。沉默OMP24促进PMMoV侵染，过表达OMP24植株表现对病毒的抗性。进一步研究发现过表达OMP24诱导细胞核周叶绿体聚集、stromules形成及活性氧(ROS)积累量增加，促进了叶绿体向细胞核的逆行信号(chloroplast-associated retrograde signal, CRS)传导，提高了寄主基础免疫表现出对病毒的抗性。

图1 OMP24亚细胞定位及其诱导的细胞核周叶绿体聚集及stromules形成

深入研究发现，OMP24介导的抗病毒过程依赖于其叶绿体外膜定位、以及其自身的相互作用；然而，PMMoV编码的外壳蛋白(coat protein, CP)可与OMP24互作，干扰OMP24的自身互作，从而抑制其介导的抗病毒反应，揭示了PMMoV与植物间防御与反防御的复杂互作机制。

该研究在前期工作发现PMMoV CP与叶绿体互作并参与病毒致病的基础上（Journal of General Virology, 2020）进一步阐明了PMMoV CP与叶绿体的互作关系，明确了OMP24作为叶绿体免疫正向调节子的作用方式，揭示了PMMoV CP除了结构蛋白功能之外的反防御寄主免疫的新功能。重要的是，OMP24调节的叶绿体聚集及逆行信号传导表现对多种病原物的抗性，这为我们后续开展基于该基因的抗性品种选育提供了理论依据。

图2 PMMoV与OMP24介导的叶绿体免疫相互作用模式图

该研究由宁波大学植物病毒学研究所和安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所合作完成，两单位联合培养的博士后韩科雷为论文第一作者。宁波大学燕飞研究员、彭杰军博士和安徽省农业科学院戚仁德研究员为本文通讯作者。该项工作得到国家重点研发计划（2022YFD1401200）、国家现代农业产业技术体系（CARS-24-C-04）国家自然科学基金（32270294）、宁波市“科技创新 2025”重大专项(2021Z106)以及安徽省博士后科研活动资助经费（2021B558）等项目资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad046

转自：“园艺研究”微信公众号

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