水稻體內“抗病毒衛士”可增強水稻的抗病毒能力

福建日報·新福建客戶端3月13日訊（記者 蔣豐蔓）水稻是全球超過一半人口的主糧，其健康生長對糧食安全至關重要。然而，就像人會遭到病毒攻擊一樣，我們每天吃的米飯在生長過程中也會生病，病毒病害就像水稻的“小惡魔”，嚴重影響它們的產量和質量。

科學家們長期以來致力于研究水稻如何抵御病毒侵襲，雖然在病毒鑒定、致病機理解析以及植物抗病毒機制等方面取得了諸多突破，但水稻等禾本科植物細胞如何識別病毒入侵并啟動免疫防御的分子機制仍有許多未知。

記者從福建農林大學獲悉，近日福建農林大學李毅教授團隊在國際頂級學術期刊Nature(《自然》)雜志上發表了題為“Perception of viral infections and initiation of antiviral defence in rice”（水稻感知病毒侵染并啟動抗病毒防御的機制）的研究論文，首次揭示了水稻如何感知病毒入侵并激活抗病毒免疫反應的核心機制。

研究發現，水稻體內存在一種名為RBRL（RING1-IBR-RING2類型的泛素連接酶）的蛋白，它不僅能夠識別水稻條紋病毒（RSV）的外殼蛋白（CP），還能夠識別水稻矮縮病毒（RDV）的外殼蛋白P2。

“RBRL蛋白好比水稻體內的‘抗病毒衛士’，它就像個敏銳的‘前哨’，能同時識別兩種病毒的外殼蛋白，不管是水稻條紋病毒還是水稻矮縮病毒，都逃不過它的‘火眼金睛’。” 李毅團隊介紹。

RBRL蛋白的“功能”還不止于此。進一步研究表明，RSV的外殼蛋白CP能夠誘導RBRL的表達增加，并激活其泛素連接酶活性。RBRL隨后通過調控茉莉酸信號通路，增強水稻的抗病毒能力。

這可以理解為，當病毒來犯時，RBRL蛋白迅速“變身”把茉莉酸信號通路抑制因子NINJA3蛋白“拿下”，從而讓茉莉酸信號通路“火力全開”，增強水稻的抗病毒能力。

李毅教授于2023年8月全職引進到福建農林大學，在前期帶領北京大學團隊長期研究的基礎上，聯合福建農林大學等多個實驗室繼續開展研究。結合多年研究成果，李毅研究團隊此次發文不僅在基礎科學層面揭示了水稻抗病毒免疫的核心機制，還為抗病毒育種提供了切實可行的技術支持。

李毅團隊介紹，通過優化RBRL蛋白功能、增強茉莉酸信號通路活性，以及強化RNA干擾（RNAi）與活性氧（ROS）協同防御能力等多種技術路徑，未來有望培育出更具抗病能力的水稻新品種，從而降低病毒病害帶來的農業損失，提高糧食生產穩定性。同時，這一研究為全球水稻生產提供了新的抗病毒策略，助力可持續農業發展。

圖說：RBRL介導的抗病毒免疫反應啟動機制模型

據悉，本研究得到了福建農林大學農林生物安全全國重點實驗室的重要合作支持，福建農林大學團隊在實驗技術、數據分析以及病害防控策略優化方面發揮關鍵作用，與北京大學研究團隊緊密合作，共同推進水稻抗病毒防御研究。