水稻是全球最重要的糧食作物，為超過(guò)一半世界人口提供主糧。然而，病毒病害嚴(yán)重威脅水稻等重要作物的安全生產(chǎn)并造成巨大產(chǎn)量損失。其中，由灰飛虱傳播的水稻黑條矮縮病毒（Rice black-streaked dwarf virus, RBSDV）是危害全球水稻、玉米生產(chǎn)的主要病毒之一。RBSDV與水稻寄主間分子互作機(jī)制的解析對(duì)該病毒的科學(xué)防控具有重要理論指導(dǎo)意義。然而，水稻抗病毒RNA decay免疫反應(yīng)和病毒抑制該免疫反應(yīng)的分子機(jī)制目前仍不清楚。

 

　　2025年7月11，植物保護(hù)研究所周雪平教授聯(lián)合浙江大學(xué)在國(guó)際著名雜志Journal of Integrative Plant Biology（IF 9.3）上發(fā)表了題為“Rice black-streaked dwarf virus-encoded P6 protein impairs OsPelota mediated-antiviral RNA decay defense via promoting OsSCE1b ubiquitination and degradation in rice”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)，RBSDV P6蛋白促進(jìn)水稻SUMO E2結(jié)合酶OsSCE1b泛素化修飾及其經(jīng)26S蛋白酶體途徑降解，進(jìn)而顯著降低OsPelota的SUMO化修飾水平和OsPelota-OsHBS1復(fù)合體的抗病毒RNA decay活性，進(jìn)而促進(jìn)病毒侵染水稻。

 

　　該研究首先通過(guò)酵母雙雜交實(shí)驗(yàn)篩選鑒定出與RBSDV編碼的沉默抑制子P6蛋白互作的寄主因子OsSCE1b，然后，用生化試驗(yàn)證實(shí)OsSCE1b是SUMO E2結(jié)合酶，并可催化植物抗病毒RNA decay途徑的關(guān)鍵蛋白OsPelota發(fā)生SUMO化修飾。RBSDV侵染或P6蛋白表達(dá)均可促進(jìn)OsSCE1b的泛素化修飾及26S蛋白酶體途徑降解。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，P6蛋白通過(guò)在細(xì)胞質(zhì)中增強(qiáng)水稻泛素E3連接酶SINAT3/4/5與OsSCE1b的互作，促進(jìn)OsSCE1b的泛素化修飾及降解。遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，過(guò)表達(dá)OsSCE1b的水稻植株對(duì)RBSDV侵染的抗性增強(qiáng)，而OsSCE1b敲低/敲除株系以及OsPelota敲除株系的感病性顯著增加，表明OsSCE1b與OsPelota均負(fù)調(diào)控RBSDV侵染水稻。此外，OsSCE1b催化的SUMO化OsPelota通過(guò)與Hsp70的B亞家族抑制因子OsHBS1互作并形成可特異性降解含有一個(gè)或多個(gè)GA?基序的RBSDV基因組RNA的復(fù)合體?？傊?，在RBSDV與水稻寄主的軍備競(jìng)賽中，水稻OsSCE1b通過(guò)促進(jìn)OsPelota的SUMO化修飾并激活OsPelota-OsHBS1復(fù)合體的抗病毒RNA decay活性進(jìn)而抑制RBSDV侵染，而RBSDV編碼的P6蛋白則通過(guò)增強(qiáng)OsSCE1b的泛素化修飾并降解，從而抑制OsPelota的SUMO化修飾及水稻抗病毒RNA decay防御反應(yīng)，進(jìn)而促進(jìn)病毒侵染。該發(fā)現(xiàn)為水稻病毒病防控提供了新理論依據(jù)。

 

　　博士研究生謝奕、曾銘為論文共同第一作者，浙江大學(xué)吳建祥教授、王亞琴副研究員和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周雪平教授為論文共同通訊作者。該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金等項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1111/jipb.13966