水稻是全球最重要的粮食作物，为超过一半世界人口提供主粮。然而，病毒病害严重威胁水稻等重要作物的安全生产并造成巨大产量损失。其中，由灰飞虱传播的水稻黑条矮缩病毒（Rice black-streaked dwarf virus, RBSDV）是危害全球水稻、玉米生产的主要病毒之一。RBSDV与水稻寄主间分子互作机制的解析对该病毒的科学防控具有重要理论指导意义。然而，水稻抗病毒RNA decay免疫反应和病毒抑制该免疫反应的分子机制目前仍不清楚。
2025年7月11，植物保护研究所周雪平教授联合浙江大学在国际著名杂志Journal of Integrative Plant Biology（IF 9.3）上发表了题为“Rice black-streaked dwarf virus-encoded P6 protein impairs OsPelota mediated-antiviral RNA decay defense via promoting OsSCE1b ubiquitination and degradation in rice”的研究论文。该研究发现，RBSDV P6蛋白促进水稻SUMO E2结合酶OsSCE1b泛素化修饰及其经26S蛋白酶体途径降解，进而显著降低OsPelota的SUMO化修饰水平和OsPelota-OsHBS1复合体的抗病毒RNA decay活性，进而促进病毒侵染水稻。
该研究首先通过酵母双杂交实验筛选鉴定出与RBSDV编码的沉默抑制子P6蛋白互作的寄主因子OsSCE1b，然后，用生化试验证实OsSCE1b是SUMO E2结合酶，并可催化植物抗病毒RNA decay途径的关键蛋白OsPelota发生SUMO化修饰。RBSDV侵染或P6蛋白表达均可促进OsSCE1b的泛素化修饰及26S蛋白酶体途径降解。进一步研究发现，P6蛋白通过在细胞质中增强水稻泛素E3连接酶SINAT3/4/5与OsSCE1b的互作，促进OsSCE1b的泛素化修饰及降解。遗传学实验结果显示，过表达OsSCE1b的水稻植株对RBSDV侵染的抗性增强，而OsSCE1b敲低/敲除株系以及OsPelota敲除株系的感病性显著增加，表明OsSCE1b与OsPelota均负调控RBSDV侵染水稻。此外，OsSCE1b催化的SUMO化OsPelota通过与Hsp70的B亚家族抑制因子OsHBS1互作并形成可特异性降解含有一个或多个GA?基序的RBSDV基因组RNA的复合体。总之，在RBSDV与水稻寄主的军备竞赛中，水稻OsSCE1b通过促进OsPelota的SUMO化修饰并激活OsPelota-OsHBS1复合体的抗病毒RNA decay活性进而抑制RBSDV侵染，而RBSDV编码的P6蛋白则通过增强OsSCE1b的泛素化修饰并降解，从而抑制OsPelota的SUMO化修饰及水稻抗病毒RNA decay防御反应，进而促进病毒侵染。该发现为水稻病毒病防控提供了新理论依据。
博士研究生谢奕、曾铭为论文共同第一作者，浙江大学吴建祥教授、王亚琴副研究员和中国农业科学院植物保护研究所周雪平教授为论文共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金和现代农业产业技术体系建设专项资金等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1111/jipb.13966
日期：2025-07-31
