植物病毒病素有“”植物癌癥“之稱。病毒的種類多，且多有混合發(fā)生，嚴重影響著作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，常常給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重損失。為了有效控制植物病毒病，人們采用了各種措施，包括輪作、種子脫毒、抗病品種選用、殺滅傳毒介體及化學(xué)防治等，但這些措施還不能有效克服病毒病的危害，且化學(xué)農(nóng)藥的使用造成了嚴重的環(huán)境污染。尋找和篩選天然的生物源抗病毒物質(zhì)，研發(fā)能有效控制病毒且環(huán)境優(yōu)化的抗病毒藥劑顯得尤為重要。
RNA沉默與病毒抗性
RNA干擾（RNAinterference，RNAi）是指在進化過程中高度保守的、由雙鏈RNA（double-strandedRNA，dsRNA）誘發(fā)的、同源mRNA高效特異性降解的現(xiàn)象。基因沉默（gene?silencing）是指生物體中特定基因由于種種原因不表達或者是表達減少的現(xiàn)象，是真核生物細胞基因表達調(diào)節(jié)的一種重要手段，指的是真核生物中由雙鏈RNA誘導(dǎo)的識別和細胞非正常RNA的一種機制。RNA干擾是轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默機制。
一項新的研究成果引起注意
4月15日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)朱常香教授課題組聯(lián)合山東蓬勃生物科技有限公司在國際期刊《BMCPlantBiology》聯(lián)合發(fā)表”Ultrahigh-ActivityImmuneInducerfromEndophyticFungiInducesTobaccoResistancetoVirusbySAPathwayandRNASilencing“。該文章是繼山東農(nóng)業(yè)大學(xué)丁新華教授課題揭示ZNC促生、抗細菌機理后的又一重要研究發(fā)現(xiàn)，該研究系統(tǒng)闡述了ZNC抗病毒作用機理。
成果簡述
研究者發(fā)現(xiàn)先使用ZNC對煙草葉片進行噴施后接種PVX（PotatovirusX）病毒（ZNC-PVX），植株中病毒積累量為對照組的31.77%，發(fā)病面積和病毒積累量較對照（H2O2-PVX）明顯減少；先接種PVX2小時后使用ZNC（PVX-ZNC），較對照（PVX-H2O）其發(fā)病程度會適度降低。ZNC免疫誘抗劑具有較好的預(yù)防植物病毒的作用，有一定的作用。同時研究者發(fā)現(xiàn)，ZNC免疫誘抗劑的抗病性隨著使用濃度的增加而增強，但濃度超過200ng/ml時對煙草生長產(chǎn)生輕微抑制。
已知的可誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)的誘導(dǎo)子，如鞭毛蛋白、伸長因子、幾丁質(zhì)、低聚糖（如低聚半乳糖醛酸）等，起效濃度均在μg/mL（百萬分之一）或mg/mL（千分之一），但本研究發(fā)現(xiàn)ZNC免疫誘抗劑濃度在ng/mL（十億分之一）時即可產(chǎn)生極好的抗病性，且較短時間（2小時內(nèi)）即可激發(fā)植物體內(nèi)抗性基因的上調(diào)表達。
ZNC促進PAL基因表達進而誘導(dǎo)水楊酸（SA）生物合成，同時通過SA途徑實現(xiàn)RNA沉默（RNASilencing）。水楊酸（SA）是植物局部和系統(tǒng)獲得抗性所需的防御信號，異分支酸合成酶（ISC）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）在SA合成途徑中起關(guān)鍵性作用，通常情況下病原體侵染后可促使ISC基因的表達從而誘導(dǎo)SA合成引起防御反應(yīng)。但本研究發(fā)現(xiàn)，ZNC作為RNAi的激發(fā)子介導(dǎo)的防御反應(yīng)是通過PAL基因的表達進而誘導(dǎo)SA的生物合成，并促進RNA沉默，進而產(chǎn)生抗病性。RNA沉默是植物抵抗病毒侵染的有效途徑，它可以通過降解病毒基因組從而抑制病毒復(fù)制和侵染。
能夠在天然產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)超過活性物質(zhì)意義重大！作為一個科研工作者要逐步搞清楚ZNC內(nèi)單一物質(zhì)對病毒毒的功效，通過對抗病毒活性組分的追蹤發(fā)現(xiàn)單一組分，并進行分離純化后大量制備，制備的單一組分再次驗證抗病毒功能后，進行單一物質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定；單一物質(zhì)的作用機理搞清楚后，抗病毒系列新產(chǎn)品將會被開發(fā)。2019年山東蓬勃生物提供的ZNC分離物抗病毒生測試驗已經(jīng)開展，目前已確定部分組分有很好的抗病毒作用。下一步，將繼續(xù)和蓬勃生物加強合作，發(fā)揮課題組在抗病毒機理研究的優(yōu)勢和蓬勃生物分離純化的優(yōu)勢，爭取盡快取得突破性成果。
結(jié)論
ZNC是野生植物根內(nèi)內(nèi)生真菌提取物，是具有超高活性的新型生物刺激素，ZNC通過促進PAL基因表達激活了SA途徑并進而增強RNA沉默，使植物獲得系統(tǒng)的病毒抗性。新型生物刺激素ZNC抗病毒機理的揭示為植物抗病毒產(chǎn)品開發(fā)提供了新思路，因影響的基因位點不同ZNC和傳統(tǒng)抗病毒藥劑混用會有更好的應(yīng)用預(yù)期，預(yù)示著ZNC與傳統(tǒng)抗病毒產(chǎn)品混用或可普遍提高藥劑對植物病毒的防控效果。
來源：山東蓬勃生物