专业实习是理论与实践相结合的关键环节,它能让学生在实践场景中将所学知识运用到具体任务中,提升动手能力和解决问题的水平。我院高度重视本科生实习实践环节,近年来在学生学科竞赛、创新能力培养方面成效显著。近日,我院植物病毒生物学与绿色防控研究团队李明骏副教授指导本科实习生肖泽祎在Pest Management Science期刊发表题为“Mutating the cysteine residues within the WCCH motif of tobacco curly shoot virus (TbCSV) V2 protein attenuates viral infection and confers cross-protection against infection by severe strain”的研究论文。该研究聚焦双生病毒重要功能蛋白V2中高度保守的“WCCH”基序,揭示了基序中半胱氨酸残基的生物学重要性;基于此构建了半胱氨酸突变的TbCSV弱毒株,明确了其在植物寄主中抵御野生型TbCSV侵染的交叉保护效果。研究结果为TbCSV V2蛋白的致病机制提供了新见解,也为利用交叉保护策略进行TbCSV的田间防治奠定了良好基础。

烟草曲茎病毒(Tobacco curly shoot virus,TbCSV)是双生病毒科(Geminiviridae)菜豆金色花叶病毒属(Begomovirus)的单组分双生病毒,主要危害中国西南地区番茄和烟草等重要经济作物。双生病毒的V2蛋白已被证明对病毒感染和致病性起着至关重要的作用,该研究针对TbCSV V2蛋白“WCCH”保守结构域中的半胱氨酸残基进行人工定点突变,发现C84、C86或C89氨基酸位点的突变使V2蛋白丧失沉默抑制子活性(图1)。

图1. TbCSV V2蛋白C84、C86或C89突变消除其沉默抑制子活性
构建V2蛋白“WCCH”基序中半胱氨酸突变的病毒侵染性克隆,发现C84、C86或C89的突变减轻了病毒侵染症状,并降低了病毒积累水平(图2)。

图2. V2蛋白C84、C86或C89位点突变导致TbCSV突变体致病力下降
为评估致病性减弱的TbCSV突变体的交叉保护潜力,在本氏烟和番茄植株中预先接种TbCSV弱毒突变体C84A,然后挑战接种野生型TbCSV,发现弱毒株TbCSV-V2(C84A)预接种会显著减弱野生型TbCSV侵染的症状严重度和病毒积累水平,显示出明显的交叉保护能力(图3)。

图3. TbCSV-V2(C84A)弱毒株的交叉保护效果
李明骏副教授和青玲教授为该论文共同通讯作者,2020级本科生肖泽祎为论文第一作者,团队吴根土副教授和植物保护学院杨旸实验师参与了本研究。该研究得到了重庆市自然科学基金(CSTB2023NSCQ-MSX0951)、重庆市教育委员会科学技术研究计划(KJZD-K202300207)、中央高校基本科研业务费专项资金(SWU-KT22058、SWU-XDJH202318)、国家级大学生创新创业训练计划项目(202310635037)和重庆市大学生创新创业训练计划项目(S202310635096)的支持。
论文链接:http://doi.org/10.1002/ps.8869
供稿:肖泽祎 李明骏
初审:青玲、张周飞
二审:杨宇衡
终审:蒋红波