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(tuán)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(jìn)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(dá)感病西瓜eIF4E（CleIF4E）可以打破PI 244019對PRSV和ZYMV的抗性，而過表達(dá)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(dá)煙草eIF4E（NteIF4E）可以打破VAM對PVY的抗性，而過表達(dá)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(hù)研究所李向東研究員和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)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
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