科学家们发明了植物怎样避免病毒转达给子女的机制，这一发明可能有助于培育更康健的作物。该研究也可能为镌汰疾病从母体转达给子女提供新的思绪。
植物病毒往往通过种子商业在全球规模内撒播，因此，病毒从怙恃代向子女的撒播已经成为全球性问题。
“病毒可以在种子中潜在多年，这使它成为农业领域最棘手的问题之一，”加州大学河滨分校微生物与植物病理学系的著名教授丁寿伟（Shou-Wei Ding）说。丁教授是这项研究的通讯作者，研究论文揭晓在《细胞宿主与微生物》期刊上。
当一株携带病毒的母体植物爆发100颗种子时，只有0%至5%的幼苗可能会被熏染。一个世纪以来，科学家们一直疑心于母体植物怎样阻止病毒撒播到所有或大大都幼苗。
由加州大学河滨分校向导的研究团队试图解开这个谜团，目的是找出阻止病毒从母体撒播到子女的免疫通路，也称为笔直撒播。他们乐成地找到了谜底，论文详细先容了他们使用的战略和确定的免疫通路。
图片链接：https://www.eurekalert.org/multimedia/1042487
图片信息：科学家在拟南芥植物上做实验。
研究职员在数百种拟南芥（一种芥菜科的小型植物）中接种了黄瓜花叶病毒。这种病毒虽然名为“黄瓜”，但它现实上能够熏染凌驾1000莳植物，导致叶片和果实外貌泛起黄色环形黑点和花纹。研究团队剖析了这些植物，找出了哪些基因能够增强植物及其子女对抗病毒的能力。
研究发明，有两个基因在这一历程中最为主要。这两个基因仅在种子发育早期阶段起作用，且隶属于RNA滋扰通路。
图片信息：拟南芥种子黄瓜花叶病毒的免疫荧光检测。
细胞中的遗传信息由DNA转化为RNA，再转化为卵白质。有时，双链RNA会被切割成小片断，称为小滋扰RNA（siRNA）。这些片断用于阻止某些卵白质的天生，而这些卵白质可能来自入侵的病毒。
“许多生物体都会爆发siRNA来控制和抑制病毒熏染，”丁教授诠释道。“我们以为，植物能够避免种子熏染病毒，是由于当种子在母体内发育时，抗病毒的RNA滋扰途径是活跃的。”
为了验证这一假设，研究职员制造了缺失两个要害RNA滋扰通路基因的突变植物。这些基因认真天生称为dicer-like 2和dicer-like 4的酶。
“没有这两种酶，植物就无法天生siRNA来抑制病毒熏染。而没有siRNA，抗病毒的免疫通路就无法正常运作，”丁教授诠释道。
突变植物在生长和种子生产方面体现正常。然而，当这些缺少两种酶的植物熏染黄瓜花叶病毒时，症状显着加重，种子产量镌汰。更为主要的是，病毒转达到种子的比例增添了十倍，导致多达40%的新幼苗熏染病毒。
“这个效果让我们很是激动，”丁教授说道。“这是首次有人视察到，在删除免疫通路后，种子病毒转达率爆发了云云大的转变。”
研究职员接下来的问题是，只管非突变植物具备强盛的免疫抑制能力，病毒为什么还能熏染少数种子 ？研究发明，病毒会表达一种卵白质，阻止母体植物中的RNA滋扰通路。
接下来，研究团队妄想测试是否可以通过增强种子中的免疫通路，进一步镌汰病毒的转达率。
由于这一免疫通路在无脊椎动物、真菌和哺乳动物等多种生物中普遍保存，这一发明可能对其他领域的病毒防控具有主要启示。
杂志：Cell Host & Microbe
DOI：10.1016/j.chom.2024.08.009
