中科大團隊揭開了植物尖端免疫病毒的機制

2020-10-11 煎蛋

植物之所以能夠無限生長，是因為植物幹細胞形成了分生組織。幹細胞可將自身轉化為各種特定細胞，可在適當的時候進行分裂，並根據需要產生任意類型的新細胞。分生組織存在於所有植物的頂端，使它們能夠長出新的莖或根；樹幹的的樹皮下也有一層分生組織，用於增加樹幹的粗度。

自1950年代以來，已知植物頂端的分生組織或頂芽分生組織(SAM)具有極強的排斥病毒的能力，即使植物的其餘部分已被病毒徹底感染。植物尖端免疫的不是少數幾類病毒，而是已知的大量病毒。

從那以後，科學家和農民嘗試利用這種抗病毒能力——可能是植物中最重要的部分，從被感染的供體植物中培育出新的健康植物。他們剪掉尖端的一小部分，在試管或培養皿中讓其生長，然後再減掉頂端，重複放到培養皿中，如此反覆幾次。最終獲得無病原體的插條。

中國科學技術大學(USTC)的研究人員於10月8日在《科學》上發表了一篇論文，為植物這一令人難以置信的能力提供了解釋。

研究小組用黃瓜花葉病毒感染了一種水芹，然後驚奇地發現WUSCHEL蛋白可抑制病毒蛋白的產生。

WUSCHEL是一種極其重要的蛋白質，在植物胚胎發育的早期階段，在決定幹細胞命運方面起著關鍵的調節作用，並監督分生組織，將其保持在未分化狀態並指定分化成哪種子細胞。

中國科學技術大學生命科學學院教授，論文作者趙忠表示：「化學物質地塞米松可誘導產生WUSCHEL蛋白。因此，接下來，我們用這種病毒感染了更多的水芹，然後選擇部分噴灑了地塞米松。」 結果令人稱奇，未經處理的植物中約有89％感染了病毒，但是經過處理的植物中有90％未被病毒感染。

病毒不能自行產生蛋白質，而是劫持生物體的蛋白質裝配線並使其複製自身。WUSCHEL蛋白在調節植物幹細胞方面起著很大的作用，實際上已經凍結了所有蛋白質的生產——無論是植物本身還是被病毒劫持的，從而阻止了病毒的複製。

類似水芹中直接產生WUSCHEL蛋白的基因，在整個植物界都非常普遍，因此研究人員感興趣的是，「將來是否可以將此策略用於育種以獲得廣譜抗病毒作物品種。」

https://phys.org/news/2020-10-mystery-virus-free.html

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