近日，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所病毒病害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團隊李向東研究員聯(lián)合山東農(nóng)大在Molecular Plant Pathology（中科院1區(qū)，IF=5.52）發(fā)表了題為“A natural substitution of a conserved amino acid in eIF4E confers resistance against multiple potyviruses”的研究論文，揭示了eIF4E中一個自然存在的氨基酸突變可以賦予植物對多種馬鈴薯Y病毒屬病毒的抗性。

 

　　植物病毒需要依賴寄主因子的輔助才能成功侵染，編碼此類寄主因子的基因稱為易感基因。易感基因一些位點的突變可打破病毒與寄主的互作進而切斷病毒在寄主中的的侵染過程。目前已經(jīng)報道的隱性抗病基因多為翻譯起始因子4E（eIF4E）家族易感基因。

 

　　本研究發(fā)現(xiàn)，富豐世紀(jì)龍、美月、巨龍等感病西瓜品種的eIF4E第71位氨基酸為D，而抗馬鈴薯Y病毒屬病毒西瓜種質(zhì)PI 244019的 eIF4E在該位點為氨基酸G。感病西瓜品種的eIF4E能與番木瓜環(huán)斑病毒西瓜株系（PRSV-W）、西葫蘆黃花葉病毒（ZYMV）和西瓜花葉病毒（WMV）的病毒基因組連接蛋白（viral protein genome-linked，VPg）互作，而抗病西瓜種質(zhì)PI 244019的 eIF4不能與這些病毒的VPg互作。在抗病西瓜種質(zhì)PI 244019中過表達感病西瓜eIF4E（CleIF4E）可以打破PI 244019對PRSV和ZYMV的抗性，而過表達抗病西瓜eIF4E（CleIF4ED71G）則不能。因此，G71是決定西瓜種質(zhì)PI 244019抗PRSV和ZYMV的關(guān)鍵氨基酸位點。

 

　　此外，作者還發(fā)現(xiàn)氨基酸殘基D71在植物eIF4E中相對保守。煙草eIF4E中對應(yīng)的氨基酸D55突變G可以打破煙草eIF4E與馬鈴薯Y病毒（PVY）VPg的互作，在煙草eIF4E缺失突變體VAM中過表達煙草eIF4E（NteIF4E）可以打破VAM對PVY的抗性，而過表達煙草eIF4E突變體NteIF4ED55G則不能。因此，煙草eIF4E的氨基酸D55突變G可以賦予煙草對PVY的抗性。

 

　　該研究為培育抗馬鈴薯Y病毒屬病毒的作物品種提供了一個精準(zhǔn)靶標(biāo)。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所李向東研究員和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院耿超副教授為共同通訊作者。（撰寫：姜珊珊  核稿：路興波）

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1111/mpp.13418