陕西
小麦土传病毒病是影响我国小麦安全生产的重要病害之一，在我国黄淮海冬小麦种植区每年发病面积达2000万亩以上。我国小麦土传病毒病由小麦黄花叶病毒病（Wheat yellow mosaic virus, WYMV）和中国小麦花叶病毒（Chinese wheat mosaic virus, CWMV）引起，且这两种病毒皆由土壤中的禾谷多黏菌（Polymyxa graminis）传播。田间调查发现，这两种病毒存在复合侵染现象，并且复合侵染区域呈现“北移西扩”的新趋势。禾谷多黏菌的孢子具有很强的抗逆性，可以在土壤中长期存活。由于携带病毒的休眠孢子在十多年后仍然具有侵染能力，导致化学防控对这类病害几乎无效。目前，培育抗病品种小麦仍最有效的防控措施。因此，阐明寄主防御小麦土传病毒病的广谱机制对可持续绿色防控病害具有重要作用。
近日，宁波大学植物病毒研究所陈剑平院士和羊健研究员团队在Cell旗下子刊Cell Reports上发表了题为The dynamic TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90 complex modulates NLR protein-mediated antiviral immunity in wheat的研究论文，揭示了不同类型的土传小麦病毒侵染小麦后通过编码特定的蛋白破坏TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90免疫复合体形成，干扰NLR类蛋白稳定性，从而促进病毒侵染的分子机制。
在该研究中，作者鉴定到一个普遍存在于高等真核生物中，且高度保守的支架蛋白TaRACK1B (the receptor for activated C-kinase 1B)。TaRACK1B作为招募众多蛋白的平台能够促进不同信号分子间特异、高效传递，在生长发育和先天免疫过程中发挥重要的调控作用。但TaRACK1B在寄主抗病毒防御反应中的作用鲜有报道。研究发现过表达TaRACK1B显著增加小麦对CWMV和WYMV抗性，而沉默或突变TaRACK1B促进CWMV和WYMV侵染，表明TaRACK1B正向调控寄主对CWMV和WYMV的抗性。
为阐明TaRACK1B在抗小麦土传病毒侵染过程中的分子机制，研究利用LC-MS/MS以及蛋白质互作技术发现，TaRACK1B能够在病毒侵染后招募TaSGT1和TaHSP90形成免疫复合体共同参与寄主HR的激活。进一步通过LC-MS/MS技术鉴定到两个受到TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90免疫复合体调控，并且在CWMV侵染过程中发挥重要作用的NLR蛋白（TaRGA5-like 和TaRGH1A-like）。有趣的是，研究发现TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90免疫复合体能够通过维持NLR蛋白的稳定性，进而激活小麦抗病毒免疫，抑制病毒侵染。
前人研究报道表明，病原物在与寄主之间长期的“军备竞赛”过程中能够进化出各种机制来逃逸免疫过程。因此，研究人员进一步探究了病毒因子是否会破坏寄主体内由TaRACK1B介导的抗病毒免疫反应。研究人员通过酵母三杂交、体位竞争性pull-down证实了CRP和7K能够与TaRACK1B发生特异性互作，且互作关键区域与TaRACK1B-TaSGT1互作关键区域相同。推测CRP和7K可能竞争性结合TaRACK1B，破坏TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90复合体形成，从而抑制其介导的抗病毒免疫激活反应，有利于CWMV和WYMV的侵染。
综上所述，在CWMV或WYMV侵染下，寄主体内TaRACK1B通过招募TaSGT1、TaHSP90等免疫相关蛋白形成TaRACK1B-TaSGT1-TaHSP90形成免疫复合体，该复合体通过维持NLR蛋白稳定性，激活寄主抗病毒免疫，抑制病毒侵染。为突破抗病毒免疫机制，病毒蛋白通过竞争性结合TaRACK1B，干扰免疫复合体形成，从而抑制HR反应激活，促进自身侵染。
宁波大学植物病毒学研究所胡海超博士和张天烨博士为论文共同第一作者，陈剑平院士、羊健研究员为论文通讯作者。该项研究得到了国家重点研发计划、小麦产业技术体系、国家自然科学基金、浙江省重大基金、浙江省重大人才项目、国家重点实验室培育项目等项目资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114765
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