Различные вирусные эффекторы подавляют гормон

Nov 15, 2023

Nature Communications, том 14, номер статьи: 3011 (2023) Цитировать эту статью

Доступы 1864 г.

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Салициловая кислота (SA) и жасмоновая кислота (JA) представляют собой растительные гормоны, которые обычно действуют антагонистически у двудольных растений, а передача сигналов SA и JA часто контролируется патогенами. Однако у однодольных растений детальное взаимодействие SA-JA в ответ на инвазию патогена остается неясным. Здесь мы показываем, что различные типы вирусных патогенов могут нарушать синергический противовирусный иммунитет, опосредованный SA и JA через OsNPR1, в однодольном рисе. Белок P2 вируса полосатости риса, РНК-вируса с отрицательной цепью рода Tenuivirus, способствует деградации OsNPR1 за счет усиления ассоциации OsNPR1 и OsCUL3a. OsNPR1 активирует передачу сигналов JA, разрушая комплекс OsJAZ-OsMYC и повышая транскрипционную активационную активность OsMYC2 для совместной модуляции противовирусного иммунитета риса. Неродственные вирусные белки из разных вирусов риса также мешают OsNPR1-опосредованному взаимодействию SA-JA, способствуя вирусной патогенности, что позволяет предположить, что это может быть более общей стратегией для однодольных растений. В целом, наши результаты показывают, что отдельные вирусные белки конвергентно препятствуют перекрестным помехам JA-SA, способствуя вирусной инфекции у однодольного риса.

Растения часто поражаются различными вирусами, которые серьезно ограничивают физиологические процессы растений и вызывают аномальное развитие растений-хозяев1,2,3. Рис уязвим для заражения таксономически разнообразными РНК-вирусами, которые вызывают огромные потери урожая и качества. Одним из наиболее разрушительных является вирус полосатости риса (РСВ), вирус с отрицательной цепью РНК, классифицированный в роде Tenuivirus (семейство Phenuiviridae)4. RSV передается Laodelphax striatellus (маленькая коричневая цикадка, SBPH) и имеет геном одноцепочечной РНК (оцРНК), состоящий из четырех сегментов, кодирующих семь белков посредством амбисенсной стратегии экспрессии. Другой важный вирус, вирус черной полосатой карликовости южного риса (SRBSDV), принадлежит к роду Fijivirus (семейство Reoviridae). Он имеет 10 сегментов двухцепочечной РНК и переносится Sogatella Furcifera (цикадка с белой спинкой, WBPH)5. Вирус полосатой мозаики риса (RSMV) появился совсем недавно и не имеет тесного родства ни с RSV, ни с SRBSDV. Он имеет неделимый геном оцРНК с отрицательным смыслом, относится к роду Cytorhabdovirus (семейство Rhabdoviridae) и передается цикадкой Recilia dorsalis6. Эти вирусы широко распространены в районах выращивания риса, вызывая серьезные нарушения роста растений (некротические полосы, увядание листьев и карликовость) и нанося серьезный ущерб производству риса4,7. Недавно мы сообщили, что эти несвязанные рисовые вирусы имеют общую патогенную стратегию, использующую класс независимо развившихся вирусных эффекторов для манипулирования ключевыми компонентами сигнальных путей растительных гормонов таким образом, чтобы облегчить заражение соответствующими вирусами8,9,10,11. Эти неродственные вирусные эффекторные белки были идентифицированы как RSV P2, SRBSDV SP8 и RSMV M, и все они взаимодействовали с одними и теми же мишенями, а именно с фактором транскрипции ауксинового ответа OsARF17, центральными компонентами передачи сигналов JA OsJAZ и OsMYC2/3 и ключевым компонентом передачи сигналов GA SLR18. 9,10.

В ходе коэволюционной гонки вооружений между вирусом и хозяином растения развили сложную и многогранную иммунную систему12,13,14, которая включает в себя сложное взаимодействие между различными фитогормонами, особенно передачей сигналов жасмоната (JA) и салицилата (SA). Взаимно-антагонистическое взаимодействие путей SA и JA было хорошо документировано на модельном растении Arabidopsis15,16. Однако эти два пути не всегда антагонистичны. У Arabidopsis индуцированные патогеном SA и SA-рецепторы NPR3/4 активируют сигнальный путь JA, а затем способствуют запускаемой эффектором запрограммированной гибели клеток, связанной с иммунитетом17. У риса передача сигналов SA и JA обеспечивает устойчивость к биотрофным патогенам18. Широко известно, что в ответ на вирусные патогены пути SA и JA играют важную роль в противовирусной защите растений19,20,21,22. Наши предыдущие исследования показали, что передача сигналов JA взаимодействует с путями брассиностероидов (BR), абсцизовой кислоты (ABA) и ауксина для активации противовирусного иммунитета риса23,24,25. Недавнее исследование также продемонстрировало, что передача сигналов JA и подавление РНК синергически усиливают противовирусную защиту у риса26. Аналогичным образом сообщалось, что SA усиливает защиту растений от рисовых вирусов. Ген реакции, индуцированной сверхчувствительностью (HIR3), регулирует устойчивость растений к инфекции RSV через SA-зависимый путь27. Сульфотрансфераза STV11, которая катализирует превращение СК в сульфонированную СК (SSA), придает устойчивую устойчивость к RSV28. Эти данные позволяют предположить, что взаимодействие между SA и JA может быть положительным или отрицательным в зависимости от конкретной комбинации патоген-хозяин. Однако, несмотря на наличие большого количества информации об антагонистическом взаимодействии, подробный механизм синергизма SA-JA неясен, особенно у однодольных растений.