病毒|植物茎尖为何不会被病毒感染?
_原题是:植物茎尖为何不会被病毒感染?

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植物之所以能无限生长 , 是因为它们的分生组织中存在植物干细胞 。 这些细胞能够将自身转化为各种特定细胞 , 在适当的时候进行分裂 , 并根据需要产生任意类型的新细胞 。
分生组织存在于所有植物的顶端 , 使它们能够长出新的根茎;除此之外 , 它们也分布于树干中 , 增加树干直径 。
20世纪50年代 , 人们发现植物茎尖的分生组织 , 即茎尖分生组织(SAM) , 具有卓越的病毒排斥能力 。 这种能力不仅是针对个别病毒 , 而是可以抵抗多种病毒感染 。
中国科学技术大学(USTC)的研究人员近日发表在《科学》上的论文对植物的这种“超能力”提出了新见解 。
研究小组用黄瓜花叶病毒感染了一种水芹植物 。 他们注意到 , 在病毒在到达WUSCHEL蛋白表达区域时会停止向SAM扩散 。 随后 , 他们还发现WUSCHEL调节蛋白主要分布在病毒尝试复制的区域 。
WUSCHEL蛋白是一种极其重要的蛋白质 , 在植物胚胎发育的早期阶段 , 它在决定干细胞命运方面起着关键的调节作用;同时 , 它也监督分生组织 , 使分生组织保持在未分化状态 , 并指定它们产生子细胞的类型 。
论文作者、USTC生命科学学院的赵忠(Zhong Zhao)教授说:“化学物质地塞米松可以诱导WUSCHEL蛋白产生 。 接下来 , 我们用病毒感染更多水芹 , 然后选择部分喷洒地塞米松 。 ”结果表明 , 89%未经地塞米松“治疗”的植株感染了病毒 , 而在喷洒地塞米松的植株中 , 90%没有受到病毒感染 。
WUSCHEL是如何战胜病毒的?研究人员发现 , WUSCHEL蛋白可以抑制病毒蛋白产生 。 病毒不能自行产生蛋白质 , 而是劫持生物体的蛋白质装配线 , 使其协助复制病毒 。 实际上 , WUSCHEL蛋白通过冻结所有的蛋白质生产(包括植物自身蛋白以及病毒劫持蛋白)阻止病毒复制 。
类似水芹中直接产生WUSCHEL蛋白的基因 , 在整个植物界都非常普遍 , 因此研究人员十分好奇:将来是否可以将此策略用于育种以获得广谱抗病毒作物品种?
科界原创
编译:小贝
审稿:西莫
责编:陈之涵
期刊来源:《科学》
期刊编号:0036-8075
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