近日,國(guó)際知名期刊PLoS Pathogens上刊登了浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院王曉偉教授課題組的題為“Intracellular trafficking of begomoviruses in the midgut cells of their insect vector”的研究論文,揭示了昆蟲(chóng)傳播植物雙生病毒的機(jī)制。
阻礙植物病毒擴(kuò)散的一個(gè)重要因素是植物本身幾乎不動(dòng),病毒很難直接從一株植物侵染下一株植物,因此大部分植物病毒都需要利用媒介生物進(jìn)行傳播。在目前已知的植物病毒中,很多植物病毒以循環(huán)型方式經(jīng)昆蟲(chóng)媒介進(jìn)行傳播,在這個(gè)傳播過(guò)程中,病毒需要經(jīng)過(guò)昆蟲(chóng)的腸道、血淋巴和唾液腺,最終隨唾液一起被分泌至新的植物上。
王曉偉教授課題組研究發(fā)現(xiàn)植物雙生病毒在穿過(guò)其昆蟲(chóng)媒介煙粉虱的腸道的過(guò)程中,可以利用上皮細(xì)胞的胞吞胞吐以及囊泡結(jié)構(gòu)進(jìn)行跨細(xì)胞運(yùn)輸,從而越過(guò)腸道上皮細(xì)胞對(duì)病毒的阻礙。雙生病毒進(jìn)入煙粉虱腸腔后,首先在腸道上皮細(xì)胞的尖端面利用網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),形成由磷脂雙分子層包裹的內(nèi)吞小泡。然后內(nèi)吞小泡與早期內(nèi)體融合,病毒也隨之進(jìn)入早期內(nèi)體。研究表明雙生病毒在煙粉虱體內(nèi)的運(yùn)輸依賴于早期內(nèi)體及其管狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),但不依賴于晚期內(nèi)體、溶酶體、循環(huán)內(nèi)體、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等其他結(jié)構(gòu)。說(shuō)明雙生病毒可能利用管狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)直接由早期內(nèi)體被分泌至上皮細(xì)胞的基底面,完成跨細(xì)胞運(yùn)輸。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了煙粉虱傳播雙生病毒的機(jī)理,為有效防控雙生病毒在田間的擴(kuò)散提供了新的思路。
該研究第一作者為博士生夏文強(qiáng),碩士生梁燕、遲瑤,博士生潘李隆、趙靜,劉樹(shù)生教授參與了該項(xiàng)研究。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目和973計(jì)劃項(xiàng)目的資助。
文章鏈接:http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1006866
(昆蟲(chóng)科學(xué)研究所)
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