西北农林科技大学康振生院士/海南大学郑丽副教授团队合作揭示+ssRNA真菌病毒基因组 “双向”编码新策略及其生物学意义

2022年12月15日，西北农林科技大学康振生院士课题组和海南大学植物保护学院郑丽副教授课题组联合在国际权威学术期刊Plant Communications在线发表了题为“A novel ambigrammatic mycovirus PsV5 works hand in glove with wheat stripe rust fungus to facilitate infection”的研究论文。该研究揭示了+ssRNA真菌病毒基因组新颖的“双向”编码现象，并进一步发现病毒的正、反向编码蛋白均促进了病原真菌的侵染。该研究拓宽了人们对+ssRNA病毒基因组编码方式的认知，并为小麦锈病的可持续防控提供了新思路。

https://doi.org/10.1016/j.xplc.2022.100505

通常+ssRNA病毒只在其基因组的正义链上编码蛋白，然而，研究者在小麦条锈菌CYR31体内发现了1例新的裸露病毒PsV5，该病毒在其基因组的正义链上含有一个开放性阅读框（ORF），编码病毒的RdRp蛋白的同时，其基因组上也预测到一个反向的ORF（rORF），编码未知功能的蛋白，有意思的是这两个ORF几乎重叠跨越了病毒序列的全长，我们将其称之为+ssRNA真菌病毒基因组的“双向”编码现象。然而，迄今为止，通过分子生物学实验的手段证实rORF的编码能力尚未见报道。研究者成功制备了病毒PsV5正、反向编码蛋白的单克隆抗体，通过免疫胶体金定位技术捕获到病毒PsV5的两个编码蛋白均定位于锈菌细胞的内质网上。

采用HIGS技术沉默CYR31中的病毒PsV5，可以显著降低锈菌的毒力，在小麦中过表达病毒或正、反向编码蛋白，都可以使得小麦对锈菌更敏感，这个结果表明PsV5基因组编码的RdRp和rORF蛋白在小麦-条锈菌互作系统中正调控锈菌毒力。此外，在禾谷镰孢菌中异源过表达PsV5 (RdRp-rORF), RdRp或rORF蛋白后，可显著增强其致病力，促进镰孢菌生长和分生孢子的产生，这些结果表明PsV5正向调控宿主毒力在真菌中是一种保守的机制。研究发现病毒PsV5在小麦条锈菌当前流行菌系中普遍分布，为创制广谱抗锈的种质提供了新思路。该研究证实了+ssRNA病毒正、反向编码蛋白的真实存在，解析了“双向”编码蛋白的功能，为病毒的重叠基因进化提供新见解，同时为小麦条锈病可持续防控提供新思路。

图1 病毒PsV5-锈菌-小麦互作模式图

西北农林科技大学康振生院士和海南大学郑丽副教授为本论文共同通讯作者，博士生张艳慧和梁晓飞副教授为该论文共同第一作者。

郑丽副教授长期致力于真菌病毒相关的研究，研究成果相继发表在Plant Communications, Environmental Microbiology和Frontiers in Plant Science等主流期刊上。上述研究得到国家自然科学基金，国家重点研发计划，教育部111计划，海南省重点研发计划和海南大学高层次人才项目的资助。

转自：“iPlants”微信公众号

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