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植物如何抗病毒

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病毒必須“劫持”并利用所侵入健康細(xì)胞的生命系統(tǒng),才能繁殖和擴(kuò)散。近期,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)趙忠教授團(tuán)隊(duì)基于8年攻關(guān),發(fā)現(xiàn)了使病毒無(wú)法“劫持”植物細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白WUSCHEL(WUS),進(jìn)而揭示植物干細(xì)胞的廣譜抗病毒機(jī)制,為解決農(nóng)作物抗病毒乃至全球糧食穩(wěn)產(chǎn)等問(wèn)題開(kāi)辟新路徑。

國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》近日發(fā)表了該研究成果。

病毒是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中僅次于真菌的第二大病害。比如由稻飛虱傳播的病毒會(huì)讓水稻患上條紋葉枯病和黑條矮縮病,輕則減產(chǎn)、重則絕收。

目前已知的植物病毒有1000多種,但人類(lèi)現(xiàn)有的抗病毒手段只對(duì)少數(shù)病毒有效,且隨著病毒進(jìn)化植物的抗性會(huì)減弱?!扒o尖脫毒”是少有的有效生物技術(shù),但其深層次科學(xué)機(jī)理一直未被探明。

新華社報(bào)道稱,中科大趙忠團(tuán)隊(duì)以“莖尖脫毒”為靈感來(lái)源,通過(guò)8年的發(fā)育生物學(xué)和植物病毒學(xué)交叉研究,近期在植物干細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵的抗病毒蛋白WUS。

“病毒是一種非常簡(jiǎn)單的生命體,它侵入健康細(xì)胞后,必須靠‘劫持’細(xì)胞內(nèi)的生命系統(tǒng),包括蛋白質(zhì)合成和各種能量物質(zhì)為自己服務(wù)?!壁w忠說(shuō),他們研究發(fā)現(xiàn),WUS蛋白能抑制植物干細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng),使入侵的病毒無(wú)法合成蛋白質(zhì),從而不能繁殖和擴(kuò)散。

他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),WUS蛋白也可以成為其他種類(lèi)細(xì)胞抵抗病毒的“利器”,還能抑制多種病毒的感染,具有廣譜性,對(duì)多種植物病害有效。

“此研究解決了一個(gè)長(zhǎng)期存在且受到關(guān)注的問(wèn)題,是植物病理和發(fā)育領(lǐng)域的一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性研究?!薄犊茖W(xué)》雜志審稿人評(píng)價(jià)說(shuō)。

研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將該成果應(yīng)用到育種中,基于蛋白質(zhì)人工進(jìn)化技術(shù)篩選高抗病蛋白,以得到廣譜高抗病的農(nóng)作物新品種。

“我們希望把成果應(yīng)用到更多的糧食作物、油料作物、藥用作物等,使得大部分農(nóng)作物都能抵御病毒入侵。”趙忠說(shuō)。