近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物病原生物功能基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在Science China-Life Sciences（即時(shí)IF=9.463）上在線發(fā)表題為“Cucumber green mottle mosaic virus encodes additional small proteins with specific subcellular localizations and virulence function”的研究論文。該研究以煙草花葉病毒屬（Tobamovirus）中的黃瓜綠斑駁花葉病毒（CGMMV）為模型，揭示了煙草花葉病毒屬病毒新蛋白編碼策略，并驗(yàn)證了正單鏈RNA（+ssRNA）病毒的-RNA能夠編碼功能蛋白的觀點(diǎn)（Gong et al., Molecular Plant, 2023）。

 

　　CGMMV在我國(guó)被列為全國(guó)農(nóng)業(yè)植物檢疫性有害生物，主要侵染葫蘆科作物如西瓜、黃瓜、甜瓜等，在世界范圍內(nèi)造成嚴(yán)重危害。CGMMV是一種正單鏈RNA病毒。+ssRNA病毒在復(fù)制過程中需要合成負(fù)義RNA（-RNA）作為病毒的復(fù)制中間體，一般認(rèn)為不具有編碼能力。近年來，越來越多的證據(jù)表明+ssRNA病毒的負(fù)鏈RNA可能具有潛在編碼能力，但煙草花葉病毒屬成員是否具備類似的編碼策略還有待證實(shí)。

 

　　該研究對(duì)大量煙草花葉病毒屬病毒進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)它們的負(fù)鏈上存在大量保守小ORF，并命名為rORF。以CGMMV和煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus, TMV）作為模型對(duì)這些rORFs進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)其編碼蛋白具備特殊的亞細(xì)胞定位，如過氧化物酶體、核仁等。此外，這些 rORF可能利用內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)（IRES）翻譯這些小蛋白質(zhì)。進(jìn)一步的功能分析發(fā)現(xiàn)，這些新的 rORF 在病毒侵染過程中發(fā)揮了重要作用。例如，定位于過氧化物酶體的 CGMMV rORF1 與病毒復(fù)制相關(guān)蛋白存在相互作用，對(duì)病毒的完全毒力至關(guān)重要。結(jié)合結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)模型ColabFold進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)CGMMV rORF1可與過氧化物酶體蛋白PEX3互作，PEX3進(jìn)一步引導(dǎo)rORF1到達(dá)過氧化物酶體，從而促進(jìn)病毒侵染。這些結(jié)果不僅拓展了煙草花葉病毒屬病毒已知的蛋白質(zhì)組，也加深了對(duì)+ssRNA病毒編碼策略的理解。同時(shí)揭示了過氧化物酶體作為病毒靶向的新型細(xì)胞器，在病毒與植物的軍備競(jìng)賽中具有重要作用，為開發(fā)植物抗病毒策略提供新的思路和見解。

 

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士后龔攀（現(xiàn)長(zhǎng)江大學(xué)教授）、碩士生高夢(mèng)欣、博士畢業(yè)生陳雅琳（現(xiàn)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授）為論文的共同第一作者，周雪平教授和李 方方研究員為論文通訊作者，

 

　　上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所張輝研究員、福建醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院沈慶湯副研究員、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所劉勇研究員、圖賓根大學(xué)Rosa Lozano-Duran教授和加拿大農(nóng)業(yè)部Aiming Wang博士等參與了該項(xiàng)研究工作。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32320103010和32172385）、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃（BX20220345）、云南省科技項(xiàng)目（202202AE090022）的資助。