新華社合肥10月10日電(記者徐海濤)病毒必須「劫持」並利用所侵入健康細胞的生命系統,才能繁殖和擴散。近期,中國科學技術大學趙忠教授團隊基於8年攻關,發現了使病毒無法「劫持」植物細胞的關鍵蛋白WUSCHEL(WUS),進而揭示植物幹細胞的廣譜抗病毒機制,為解決農作物抗病毒乃至全球糧食穩產等問題開闢新路徑。國際權威學術期刊《科學》10月9日發表了該成果。
病毒是農業生產中僅次於真菌的第二大病害。比如由稻飛蝨傳播的病毒會讓水稻患上條紋葉枯病和黑條矮縮病,輕則減產、重則絕收。
目前已知的植物病毒有1000多種,但人類現有的抗病毒手段只對少數病毒有效,且隨著病毒進化植物的抗性會減弱。「莖尖脫毒」是少有的有效生物技術,但其深層次科學機理一直未被探明。
中科大趙忠團隊以「莖尖脫毒」為靈感來源,通過8年的發育生物學和植物病毒學交叉研究,近期在植物幹細胞中發現了關鍵的抗病毒蛋白WUS。
「病毒是一種非常簡單的生命體,它侵入健康細胞後,必須靠『劫持』細胞內的生命系統,包括蛋白質合成和各種能量物質為自己服務。」趙忠說,他們研究發現,WUS蛋白能抑制植物幹細胞的蛋白質合成系統,使入侵的病毒無法合成蛋白質,從而不能繁殖和擴散。
他們進一步研究發現,WUS蛋白也可以成為其他種類細胞抵抗病毒的「利器」,還能抑制多種病毒的感染,具有廣譜性,對多種植物病害有效。
「此研究解決了一個長期存在且受到關注的問題,是植物病理和發育領域的一個開創性研究。」《科學》雜誌審稿人評價說。
據了解,研究團隊計劃將該成果應用到育種中,基於蛋白質人工進化技術篩選高抗病蛋白,以得到廣譜高抗病的農作物新品種。
「我們希望把成果應用到更多的糧食作物、油料作物、藥用作物等,使得大部分農作物都能抵禦病毒入侵。」趙忠說。
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