科学家们揭示了稻谷如何感知病毒攻击的关键机制

福建农林大学教授李毅与多个实验室合作，首次揭示了水稻如何感知病毒攻击，激活抗病毒免疫反应的核心机制。3月12日，相关研究在《自然》杂志上发表了《水稻感知病毒感染与启动抗病毒防御机制》。

水稻是世界上一半以上人口的主要粮食作物，其健康生长直接关系到粮食安全。然而，病毒性疾病是威胁水稻产量和质量的重要因素之一。科学家们长期致力于研究水稻如何抵抗病毒。虽然在病毒鉴定、发病机制分析、植物抗病毒机制等方面取得了诸多突破，但仍不清楚水稻等禾本科植物细胞如何识别病毒攻击，启动免疫防御分子机制。

研究表明，水稻中有一种叫RBRL的水稻(RING11)-IBR-RING2型泛素连接酶的蛋白质不仅能识别水稻花纹病毒的壳蛋白，还能识别水稻矮缩病毒的壳蛋白P2。这一发现表明，RBRL在水稻抗病毒免疫系统中起着“前哨”的作用，可以广谱感知不同种类的病毒攻击。进一步研究表明，水稻花纹病毒的壳蛋白可以诱导RBRL的表达增加，激活其泛素连接酶的活性。RBRL随后介导了NINJA3，茉莉酸信号通路抑制因子(NOVEL INTERACTOR OF JAZ 3)泛素化降解，激活水稻茉莉酸信号通路，增强植物抗病毒能力。

结合多年的研究成果，李毅研究小组完整分析了水稻的抗病毒免疫机制，包括从水稻细胞感知病毒到茉莉酸信号通路抑制子降解，再到茉莉酸信号通路激活RNA沉默核心蛋白表达，最后通过RNA沉默核心蛋白介导的RNAI和活性氧协同防御，实现广谱抗病毒免疫。该系统研究为水稻抗病毒繁殖提供了多种可能的应用策略：利用RBRL广谱识别特征开发抗病毒种质资源;通过精细控制JA信号通路提高基本抗性;改善RNA影响和活性氧保护系统，实现更有效的疾病防治。这些发现为作物抗病毒的研究和繁殖提供了新的理论框架和技术路径。

据报道，这项研究不仅揭示了水稻抗病毒免疫的关键机制，而且为抗病毒繁殖提供了可行的技术支持。通过优化RBRL蛋白功能，增强茉莉酸信号通路活性，加强RNA影响和活性氧的协同防御，预计未来将培育更具抗病性的新水稻品种，减少病毒病害造成的农业损失，提高粮食生产的稳定性。本研究为世界水稻生产提供了新的抗病毒策略，以帮助可持续的农业发展。