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在《Science》子刊取得重要进展 | 从“劫持宿主”到“破壁而出”——扬州大学植物病毒学团队揭示甘蔗线条花叶病毒P1蛋白操控激素通路介导的细胞壁免疫新机制

甘蔗条纹花叶病毒(SCSMV)是引起甘蔗花叶病的主要病原之一,在我国及全球甘蔗主产区造成严重产量损失。其编码的P1蛋白是已知的RNA沉默抑制子(VSR),但P1蛋白是否通过其他机制干扰植物免疫尚不明确。木葡聚糖内转糖苷酶/水解酶(XTH)家族蛋白参与细胞壁重构,其成员XTH19在拟南芥中被报道受转录因子BES1调控。然而,XTH蛋白在植物抗病过程中的作用及其调控机制尚未见报道。

2026年3月21日,扬州大学植物保护学院植物病毒学团队在国际顶级期刊Science子刊《Science Advances》发表题为“Sugarcane streak mosaic virus P1 protein targets the BES1 transcription factor to subvert DAMP-triggered immunity in plant”的研究论文,首次揭示了一种病毒如何通过操控寄主转录因子,突破植物细胞壁这一物理屏障与免疫前沿的双重防线。

研究团队发现,甘蔗线条花叶病毒编码的P1蛋白能够直接“劫持”植物油菜素内酯信号通路的核心转录因子——NbBES1。这一相互作用导致P1蛋白从病毒编码的RNA沉默抑制子,化身为植物免疫的“破坏者”。在正常植物细胞中,NbBES1结合细胞壁修饰基因NbXTH1启动子上的E-box元件,维持NbXTH1的基础表达。NbXTH1编码的木葡聚糖修饰酶参与调控细胞壁中木葡聚糖的含量,而木葡聚糖是植物中一类重要的损伤相关分子模式(DAMP),能够触发植物基础免疫(DTI)。但当病毒入侵,P1蛋白与NbBES1结合后,情况发生逆转:P1物理上阻断NbBES1与NbXTH1启动子的结合,抑制了NbXTH1的转录。这一“阻断”导致木葡聚糖含量下降、细胞壁变薄,MAPK磷酸化水平降低,DAMP信号通路受阻——植物第一道防线就此削弱。

本研究首次报道了植物病毒通过操控转录因子调控细胞壁DAMP代谢,进而破坏细胞壁介导的第一道防线的全新机制,为深入理解病毒与寄主植物间的互作提供了新视角。同时,研究提出的基于过表达NbXTH1或外源喷施木葡聚糖的广谱抗病策略,为作物抗病遗传改良和绿色防控技术开发提供了重要的理论依据和候选靶点。

扬州大学植物保护学院贺振老师为本文的第一作者,张坤老师为本文的唯一通讯作者,植保学院博士研究生邓小龙、陈浩宇、秦朗,已毕业的硕士研究生徐小伟、花滟泓、冯陈尉、顾天潇、庄新建为本研究做出了重要贡献。此外加拿大舍布鲁克大学Peter Moffett教授、Charles Roussin-Léveillée博士、南京师范大学许凯教授等参与了本研究。研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金优秀青年基金、江苏省农业科技自主创新资金、人力资源和社会保障部“国家引进国外专家项目”、植物抗逆高效全国重点实验室开放课题资助以及扬州大学“青蓝工程”中青年学术带头人项目的资助。

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