近日，西北農林科技大學植物病毒與病毒基因工程技術研究團隊揭示了BYDV—蚜蟲—小麥的協同進化關系，研究成果在線發表于Molecular Plant上。
由大麥黃矮病毒（BYDV）侵染引起的小麥黃矮病是危害我國西北、華北、黃淮等麥區的重要病害。維持活性氧（ROS）穩態對于受病毒感染的植物生長和存活至關重要，許多病毒可破壞寄主植物體內的ROS平衡，導致植物產生黃化和壞死癥狀。而病毒也可以通過控制植物的ROS穩態來促進自身的侵染和積累。過氧化氫酶（CATs）幾乎是所有需氧生物中發現的最古老的抗氧化酶之一，該酶能將細胞代謝活動產生的H2O2分解為水和氧，以維持植物體內的ROS穩態。
該研究發現病毒的運輸蛋白（MP）過表達顯著促進了小麥中ROS的積累，導致黃矮表型的出現。相反，小麥為了抵御病毒感染擴展，利用自身TaCATs抑制病毒侵染。病毒又為了反防御，克服TaCATs抑制，MP通過26S蛋白酶體途徑，促進蛋白酶體受體蛋白PSMD2和TaCAT1的互作，從而促進TaCATs的降解。TaCATs被降解后破壞了小麥體內的ROS平衡，導致ROS含量升高。ROS含量的升高促進了BYDV的積累，同時又抑制了介體蚜蟲的繁殖，并促進了有翅蚜的產生，推動了有翅蚜遷飛到健康小麥開始下一輪循回傳毒。
MP蛋白促進BYDV侵染和傳播機理的模式圖。