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昆蟲當中介 植物病毒實現高效傳播

發布日期:2021-08-23來源: 科技日報作者:瞿劍 閱讀次數:字體:[  ]背景顏色:

據中國農業科學院(以下簡稱中國農科院)最新消息,該院植物保護研究所(以下簡稱植保所)作物病毒病害流行與控制創新團隊,研究發現南方水稻黑條矮縮病毒(SRBSDV)通過病毒外殼蛋白與白背飛虱家族的膜融合相關蛋白互作而進入到中腸上皮細胞的囊泡,并融合形成一個大的囊泡,最終突破中腸細胞釋放大量病毒粒子,以實現病毒高效傳播。相關研究成果新近在線發表于《分子植物病理學》。

團隊首席、中國農科院植保所研究員王錫鋒介紹,自然界中近70%的植物病毒傳播需要依靠介體昆蟲。如蚊子可以傳播登革熱病毒,蚊子就是介體昆蟲。介體昆蟲在取食植物韌皮部汁液時,植物病毒尤其是持久型病毒會隨著汁液被攝入昆蟲腸道中,通過跨越上皮細胞進入血淋巴,借助昆蟲的循環系統到達唾液腺。再次取食時,病毒會隨著唾液進入健康植物體內。介體昆蟲的高效傳毒是導致病害暴發流行的關鍵,而突破中腸是病毒進入昆蟲體內第一個、也是最為重要的屏障。

團隊以南方水稻黑條矮縮病毒和介體白背飛虱為對象,電鏡觀察發現很多病毒存在于腸道上皮細胞的囊泡中,同時在靠近血腔一側的細胞膜附近形成一個包裹大量病毒的大囊泡。通過互作篩選發現病毒的外殼蛋白P10與兩種囊泡相關膜蛋白VAMP7和Vti1a互作,含有VAMP7/Vti1a的復合體主要參與細胞的物質運輸。介體昆蟲獲毒后,病毒與VAMP7或Vti1a在細胞中隨著時間的延長共定位逐漸增多,并由細胞質轉移到細胞膜上。干擾VAMP7或Vti1a表達后不影響病毒進入腸道及在腸道中的積累,但顯著降低了病毒在血淋巴的積累量,同時抑制了傳毒率。這說明病毒通過與VAMP7和Vti1a互作、利用介體囊泡運輸系統進行自身的運輸和擴散。

該項研究揭示了植物呼腸孤病毒可以通過劫持囊泡克服媒介昆蟲中腸逃逸障礙的關鍵機制,為囊泡運輸在病毒傳播中的作用提供了新的見解,同時為阻斷病毒病的傳播提供候選靶標。

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