“生长-防御权衡”（Growth-defense trade-off）是限制农作物育种的关键瓶颈之一，即作物往往难以在保持快速生长的同时拥有强大的抗逆能力，反之亦然。植物病毒侵染往往会导致作物出现严重的生长抑制，同时病毒为实现自身的高效侵染和增殖，还会抑制植物的免疫防御。然而，病毒如何协同调控植物生长和免疫这两个看似对立的生物学过程，其背后的分子机制尚不完全清楚。
近日，浙江大学昆虫科学研究所刘树生/潘李隆团队在国际知名期刊Cell Reports上发表了题为“Viral action on the auxin signaling repressor IAA16 reveals a conserved negative regulator of plant growth and immunity”的研究论文，揭示了烟粉虱传双生病毒通过稳定寄主植物生长素信号通路的关键负调控因子IAA16，从而协同抑制生长素介导的植物生长以及水杨酸介导的免疫反应的过程和分子机制。该研究以重大农业有害生物-烟粉虱传双生病毒及其伴随β卫星为主要研究对象。研究发现，双生病毒β卫星编码的βC1蛋白可同时抑制生长素介导的植物生长和水杨酸介导的免疫反应。进一步研究表明，βC1与植物体内IAA16蛋白互作并抑制其降解。在正常情况下，IAA16作为生长素信号转导的负调控因子，会被E3泛素连接酶NbATL52识别并降解，从而促进植物正常生长；然而，在病毒侵染植物中，βC1蛋白通过与IAA16互作，阻断了NbATL52对IAA16的泛素化修饰以及随后的降解过程，导致IAA16在植物体内大量积累。机制研究显示，过量积累的IAA16蛋白发挥了“一石二鸟”的双重负调控作用。一方面，IAA16作为经典的生长素信号转导阻遏物家族成员之一，直接抑制生长素下游基因的表达，导致植株生长受阻。另一方面，它与转录因子NbOBP4相互作用，促进了水杨酸信号转导的负调控因子NbNPR3的转录，从而抑制了水杨酸信号转导和抗病毒免疫反应。该研究还发现，IAA16的功能在番茄等茄科作物中具有高度保守性，且番茄病毒蛋白也能通过类似的机制稳定IAA16。该研究揭示了一类重要作物病原物对植物生长和免疫的调控和分子机制，并鉴定了一个可同时调控生长和免疫的关键枢纽蛋白IAA16，为培育高产且抗病的作物新品种提供了潜在的基因编辑靶点。图二 病毒蛋白靶向IAA16抑制植物生长和免疫的分子机制浙江大学昆虫科学研究所博士生陈官平为论文第一作者，浙江大学昆虫科学研究所潘李隆副研究员为论文通讯作者。浙江大学刘树生教授、周雪平教授、王晓伟教授、汪俏梅教授、刘银泉副教授和杜克大学何胜洋教授对本研究给予了大力支持。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金青年项目和国际合作项目以及国家现代农业产业技术体系岗位科学家项目的资助。潘李隆副研究员近年来聚焦媒介昆虫传播植物病毒导致病毒病暴发流行的过程和分子机理，在Nature Communications (2024）、PLoS Pathogens (2026)、Pest Management Science (2025）、New Phytologist (2021)和Science China-Life Science (2018、2021)等期刊发表多篇论文。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124726001129?via%3Dihub
2026-02-25
4686
