瓜果质量安全监测与控制技术团队发现西瓜的AGO1和AGO5在抗黄瓜绿斑驳花叶病毒中发挥作用

黄瓜绿斑驳花叶病毒是危害瓜类作物的重要病毒，每年都给西瓜产业造成严重的损失，目前主要通过种子干热处理来防控。田间一旦发生，几乎无法控制。通过抗病诱导可能为防治带来新的策略。因此从不同角度揭示西瓜如何抵御病毒具有非常重要的意义。近日Molecular Plant Pathology 发表了瓜果质量安全监测与控制技术团队在此领域的研究进展。

RNA 沉默是生物抵御外来核酸的基本抗性机制，AGO 蛋白、DCL 和 RDR 是该机制的核心蛋白。目前，西瓜中 RNAi 途径相关组分及其对病毒病的防御作用尚未被鉴定和揭示。研究首先鉴定出 7 个 AGOs、4 个 DCLs 和 11 个 RDRs 基因。同时对西瓜和拟南芥 AGOs (A)、DCLs(B)和 RDRs (C)蛋白序列进化树分析。转录组数据分析和 qRT-PCR 检测证实 CGMMV 侵染使ClAGO1、ClAGO5、ClDCL2、ClDCL4 和 ClRDR1 的转录水平显著升高。ClAGO1 和 ClAGO5 的表达量都远高于 ClDCLs 和 ClRDRs ，因此推测 ClAGO1 和 ClAGO5 在西瓜抗病毒防御中更重要。随后通过基因沉默的试验发现 ClAGO1 和 ClAGO5 沉默能增强西瓜对 CGMMV 的敏感性。接着通过病毒 CP 蛋白表达的检测表明 ClAGO5 上调表达对 CGMMV 的积累有明显的抑制作用 。一系列试验表明 ClAGO5 与 ClAGO1 在体内存在相互作用。通过酵母双杂交实验发现 ClAGO 蛋白不能与 ClAGO5 蛋白互作。最后的研究发现乙烯可能通过这两个 ERF 转录因子调控 ClAGO5 的表达，进而激活西瓜 RNA 沉默抗病毒途径，提高对 CGMMV 的抗性。

论文第一作者刘美为中国农业科学院郑州果树研究所博士生，通讯作者为古勤生研究员，此外吴会杰，康保珊，彭斌，刘莉铭以及华中农业大学的洪霓教授也参与本研究。课题受到国家自然科学基金，国家西甜瓜产业技术体系和中国农业科学院创新工程项目的资助！（通讯员：齐文莉）