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作物病毒病害流行与控制创新团队发现糖转运蛋白介导纤细病毒成功突破介体昆虫中肠侵染屏障

       点击数: 次      发布时间:2018-08-13

近日,中国农业科学院植物保护研究所作物病毒病害流行与控制创新团队在PLOS Pathogens (IF= 6.158)上在线发表了“Invasion of midgut epithelial cells by a persistently transmitted virus is mediated by sugar transporter 6 in its insect vector”的研究论文,揭示了灰飞虱糖转运蛋白6在介导水稻条纹病毒突破中肠侵染屏障中发挥重要的作用。

69%的植物病毒传播需要介体昆虫。介体昆虫在取食植物韧皮部汁液时,植物病毒尤其是持久型病毒会随着汁液通过口针、食道被摄入到昆虫的肠道中,进而穿过肠道上皮细胞进入到血淋巴,借助昆虫的循环系统在体内扩散并到达唾液腺。在昆虫取食时,唾液腺中的植物病毒会随着唾液腺分泌的物质通过唾液管重新进入到植物的体内。在传毒过程中,植物病毒需要克服介体昆虫中肠侵入屏障、中肠释放和唾液腺侵入屏障以及唾液腺释放屏障等多个屏障。对于持久增殖型病毒,中肠侵入屏障病毒进入到昆虫体内的第一个也是最为重要的一个屏障。然而目前对于持久型病毒如何突破中肠侵染屏障的机制还不是十分清楚。

本研究以持久增殖型水稻条纹病毒(Rice stripe virus, RSV)以及其传播介体灰飞虱( Laodelphax striatellus )为研究对象。通过酵母双杂交技术以及免疫共沉淀技术验证了RSV的核衣壳蛋白(Nucleocapsid protein, NP)与灰飞虱糖转运蛋白6(sugar transporter 6,LsST6)存在互作关系;进一步研究发现LsST6在灰飞虱肠道中表达量最高且定位在中肠上皮细胞的细胞膜上,带毒灰飞虱消化道内的RSV 能够与LsST6共定位于上皮细胞的细胞膜上。提纯的RSV病毒粒子能够侵染表达外源基因LsST6的Sf9细胞,说明该蛋白可以介导病毒的侵入。通过RNAi干扰技术降低灰飞虱体内LsST6的表达量时,灰飞虱的获毒率和传毒效率都较对照组有明显的下降,表明LsST6参与了RSV侵染中肠上皮细胞的过程并起着十分重要的作用。本文获得的证据为揭示持久增殖型病毒突破介体昆虫中肠侵染屏障的机理提供了重要的线索。

该研究以中国农业科学院植物保护研究所为第一完成单位,博士研究生秦发亮和刘文文副研究员为文章共同第一作者,王锡锋研究员为文章通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重点项目(NSFC 31630058)和中国农业科学院科技创新工程的资助的资助。

文章链接:http://journals.plos.org/plospathogens/article?id="10.1371/journal.ppat.1007201