《ARG基因參與植物莖尖幹細胞抗病毒分子機制的研究》是依託中國科學技術大學，由武海軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：ARG基因參與植物莖尖幹細胞抗病毒分子機制的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：武海軍
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
植物病毒對農業生產造成嚴重危害，不同於其它病害，目前尚沒有特異針對病毒感染的有效農藥。而植物莖尖脫毒培養是廣泛採用的有效生物技術，但其遺傳機理一直不清楚。為了揭示這一機制，我們前期工作發現，黃瓜花葉病毒（CMV）可以侵染擬南芥進入莖頂端但不能侵染幹細胞區域，表明幹細胞存在對病毒的免疫機制。目前，我們篩選到了一個在幹細胞區域特異表達，且受CMV回響的基因ARG。進一步研究發現ARG可以抑制病毒抑制子2b和P19的功能。我們推測ARG可能通過保守的RNAi機制參與抗病毒，為了揭示ARG參與幹細胞對病毒免疫的機制，本項目一方面研究研究ARG與RNAi抗病毒機制的關係，證實ARG是否通過加強RNAi信號參與幹細胞抗病毒，還是獨立於RNAi機制的抗病毒途徑；另一方面，通過組學的方法篩選受ARG回響的下游基因，闡述ARG參與幹細胞抗病毒的分子機制，為建立抗病毒農作物提供重要的理論和套用基礎。
結題摘要
植物病毒對農業生產造成嚴重危害，不同於其它病害，目前尚沒有特異針對病毒感染的有效農藥。而植物莖尖脫毒培養是廣泛採用的有效生物技術，但其遺傳機理一直不清楚。以擬南芥SAM為材料，我們發現ARG蛋白受CMV病毒正調控，其阻止CMV進入幹細胞區域和PZ區，異位表達ARG可以抑制病毒RNA的積累。並證實植物幹細胞對CMV的免疫不依賴於已知的RNAi，自噬，BAK1免疫途徑和抗性激素免疫途徑，並且與SAM中高的生長素濃度無關，因為在相應的突變體中，病毒並不能侵染植物幹細胞區域。通過反向遺傳學的方法，我們篩選到找到83個與生物脅迫相關的回響基因，可能參與了該免疫途徑。有意思的是，病毒在進入SAM的肋區後，接著被清除，而這正是植物莖尖脫毒的前提。我們證實，該過程依賴於RNAi抗病毒機制，因為在關鍵siRNA合成的突變體中，SAM肋區的病毒不能被清除。究其原因，我們發現，SAM產生大量的病毒的siRNA，而葉片相對很少，因此SAM中的病毒RNA被沉默，而葉片中不能被沉默。我們發現在SKI2功能缺失突變體中，CMV siRNA 爆發，導致SAM清除CMV加快。並且SAM中，SKI家族基因被抑制表達。因此，SAM通過抑制SKI家族基因表達，放大了RNAi沉默基因信號途徑，加速病毒RNA沉默。本研究進本闡述了ARG參與植物幹細胞對病毒免疫的機制，並且解釋了植物莖尖脫毒的分子機制，為更多的作物建立莖尖脫毒體系和建立抗病毒農作物提供重要的理論和套用基礎。
