蝴蝶蘭逆境相關蛋白協調廣泛性抗病毒免疫路徑的啟動

病毒造成農作物嚴重的損害，因此，找尋能廣泛性地啟動抗病毒免疫反應的關鍵基因，可協助發展有效的抗病毒策略。植物賀爾蒙水楊酸（Salicylic acid, SA）所介導的免疫反應跟RNA干擾（RNA interference, RNAi）是先前被獨立發現的兩個抗病毒路徑。然而，這兩抗病毒路徑的交互關係還有待釐清。在之前的研究中，我們找到蘭花抗逆境相關蛋白（stress associated protein, SAP）Pha13 在水楊酸所介導的免疫反應中扮演重要的樞紐。由於SAP為一蛋白質家族，因此，是否相似的SAP基因在抗病毒免疫上有冗餘或是獨特的功能，仍然有待釐清。在本實驗中，我們針對Pha13的同源基因-Pha21，進行功能性分析。我們使用短暫表現以及轉基因方式在蝴蝶蘭（Phalaenopsis），阿拉伯芥 (Arabidopsis)，以及圓葉菸草 (Nicotiana benthamiana) 上進行Pha21的大量表現或是基因靜默。我們的結果顯示，水楊酸處理可以誘導Pha13和Pha21的基因表現，並活化下游基因。我們發現Pha13在誘導水楊酸介導免疫反應中對啟動重要調節基因-PhaNPR1，扮演重要角色，然而Pha21在蘭花中對RNA干擾路徑的啟動，扮演重要角色。我們也證明了Pha21在雙子葉及單子葉植物中，皆能增強水楊酸介導的抗病毒免疫及RNA干擾路徑。我們的發現顯示不同的蘭花SAPs，具有各自獨特的功能來協調 SA訊息傳導和 RNA干擾路徑，以全面性的啟動抗病毒免疫反應。此研究結果能幫助我們未來在作物上，發展有效的抗病毒策略。
葉信宏

Li Chang, Yuh Tzean, Kuan-Ting Hsin, Chia-Ying Lin, Chun-Neng Wang and Hsin-Hung Yeh* (2021) 蝴蝶蘭逆境相關蛋白協調廣泛性抗病毒免疫路徑的啟動 New phytologist, https://doi.org/10.1111/nph.17776