西北农林科技大学 植物保护学院

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孙丽英教授团队再次在PNAS发表科研论文:有望创建新型植物真菌病害的生防因子

作者:王宏   来源:科研办   发布日期:2019-06-12  浏览次数:

       类病毒是迄今发现最小的生命物质,基因组为环状单链RNA,大小仅为∼250–400多核苷酸,不编码蛋白质,其生命活动完全依赖于寄主细胞因子。目前已发现的类病毒共34种,全部来源于植物寄主。类病毒的植物寄主范围非常广泛,有些感病寄主受类病毒侵染后表现明显的病症,从而引起严重的植物病害,是一类重要的植物病原物。然而,类病毒作为植物界广泛分布的活细胞寄生物,在动物界和菌物界却尚未发现。

      植物保护学院、旱区作物逆境生物学国家重点实验室、双一流学科群病虫害综合治理PI团队孙丽英教授课题组于2017年在PNAS报道了植物病毒在与某些病原真菌共侵染时会发生跨界侵染植物病原真菌的现象。近日,该课题组在前期研究基础上进一步揭示了病毒跨界传播新领域,发现了植物类病毒能够跨界侵染病原真菌,并引起病原菌致病力衰退,有望创建新型植物真菌病害的生防因子。这一原创性成果发表在双一流A类期刊《美国科学院院刊》PNAS(IF=9.504),我校植保学院硕士研究生魏双、边瑞玲、青岛农业大学特聘教授Ida Bagus Andika为共同一作,孙丽英教授为通讯作者,我校刘西莉教授、吴云锋教授参与了该项研究工作。

      该研究利用植物-真菌-病毒相互作用的研究体系探索了类病毒跨界侵染丝状植物病原真菌的情况。利用人工介导方式分别将七种代表性类病毒转染三种丝状植物病原真菌,包括苹果腐烂病菌( Valsa mali )、栗疫病菌( Cryphonectria parasitica )、禾谷镰刀菌( Fusarium graminearum ),首次证实了类病毒可以选择性的在丝状病原真菌中复制并传播。利用灵敏的检测技术,实验室很好地重现了类病毒在植物和丝状真菌之间进行双向传播现象。令人惊喜的是有些类病毒侵染病原真菌后引起病原菌生长和发育异常,例如啤酒花矮化类病毒(Hop stunt viroid, HSVd)感染 Valsa mali 时严重削弱其生长速度和致病力,暗示类病毒HSVd具有很好的生防潜力。由于类病毒遗传物质非常小,而且很稳定,将体外合成的HSVd单链RNA体外喷施至病原真菌营养体细胞外,细胞可以快速吸收HSVd单链RNA,实现类病毒的侵染。这一发现使得类病毒在真菌群体中的传播突破了菌丝营养体非亲和型壁垒,克服了真菌病毒生物防治中遇见的传播障碍,因而,类病毒有望在生物环境评估安全的前提下开发成新型的植物真菌病害生防因子。

      该项研究进一步开创了植物病毒跨界侵染植物病原真菌的研究领域,极大地更新了类病毒研究的理论知识,建立了类病毒-丝状真菌研究体系,可以更好地了解类病毒的复制、传播,以及致病机理;创新性地提出了植物真菌病害的新型生防策略。

 

                                                                    

类病毒侵染丝状真菌引起寄主表型变化及致病力衰退

        原文链接:https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1900762116