近日,包子漫画
郑丽教授团队在国际权威期刊《Plant Physiology》在线发表题为“Natural cross-kingdom transmission of a novel ssDNA mycovirus confers broad-spectrum resistance to plant diseases”的研究论文。该研究首次鉴定一种含有内含子的+ssDNA弱毒真菌病毒,不仅能在真菌与植物之间双向自然传播,还能同时抑制真菌病害并为植物提供广谱抗病毒保护,为可持续农业发展提供了全新工具。
由植物病原真菌引发的病害对全球粮食安全构成严峻挑战。利用弱毒真菌病毒进行生物防治,因其环境友好特性而被视为极具潜力的防控策略。然而,真菌营养体不亲和性长期制约着弱毒病毒资源的规模化应用,成为该领域亟待突破的瓶颈。
针对上述难题,郑丽教授团队成功鉴定出一种新型+ssDNA真菌病毒“DpDV1”。该病毒基因组结构独特,其复制酶基因(Rep)中含有一个179核苷酸的内含子,这一特征在单链DNA真菌病毒中尚属首次报道。系统发育分析表明,DpDV1代表了一个位于类双生病毒科与双生病毒科之间的全新未分类病毒科成员,拓展了人们对单链DNA病毒多样性的认知。
研究证实,DpDV1能显著降低其宿主真菌(Diaporthe pseudophoenicicola)及非宿主真菌香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4)的致病力,展现出良好的生防潜力。
更为重要的是,DpDV1展示出前所未有的跨界双向传播能力。实验证明,该病毒无需借助已知的运动蛋白(MP),即可从真菌宿主自然感染植物并在植物体内系统性定殖;同时,它也能从被感染的植物重新传播回真菌,实现了真正的“双向跨界”。
图1 DpDV1在植物与宿主真菌之间双向跨界传播
免疫金标记实验精确定位发现,DpDV1的衣壳蛋白(CP)与复制酶(Rep)均定位于植物细胞叶绿体中,暗示该病毒可能通过调控叶绿体介导的免疫信号通路来建立系统性感染。这一发现为理解DNA病毒与植物免疫系统的互作提供了新视角。
鉴于DpDV1可在植物中无症状感染,团队进一步探索其作为“植物疫苗”的应用前景。结果显示,预先接种DpDV1的烟草植株,在面对番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)攻击时,卷叶症状明显减轻,病毒积累量显著降低,证实了DpDV1对植物病毒具有交叉保护作用。
图2 DpDV1自然跨界传播模式图
综上,该研究不仅重塑了人们对单链DNA病毒演化与生态传播的传统认知,更为重要的是,它提供了一种兼具“真菌病害防控”与“植物广谱抗病毒”双重功能的生物制剂新思路。这一突破为作物病害综合治理开辟了全新路径,具有重要的理论价值与应用潜力。
包子漫画
郑丽教授为论文通讯作者,博士研究生周思语、青年教师孙银辉为共同第一作者。该研究获得国家自然科学基金(No.32370180;32260648)、海南省重点研发计划项目(No.ZDYF2025XDNY122;DYF2022XDNY242)、“崖州湾”菁英人才项目(No.SKJC-JYRC-2024-32)和包子漫画
协同创新中心项目(No.XTCX2022NYB10)的资助。
原文链接://doi.org/10.1093/plphys/kiag464