北京大学生命学院李毅课题组在Science Advances发文揭示微量元素铜增强水稻抗病毒分子机制

　　近日，李毅课题组在上述水稻抗病毒免疫基础上，报道了重要的微量元素铜能够通过抑制SPL9来增强水稻的抗病毒能力。铜离子是植物正常生长以及响应逆境的一种重要微量元素，以铜离子为主要组分的波尔多液在农业生产中也被广泛使用，但是铜离子是否影响植物抗病毒能力仍然缺乏研究。李毅课题组的研究发现，铜离子转运和铜离子结合蛋白编码基因在病毒侵染水稻以后，受到显著诱导或抑制，并且铜离子转运突变体对病毒侵染更为敏感。此外，铜离子在病毒侵染水稻后会发生含量与分布变化，病毒侵染能够促进铜离子在水稻地上部分积累，有趣的是，尽管叶片总的铜含量在病毒侵染后增加，通过透射电镜-能谱仪以及分离亚细胞结构测定铜含量，研究发现病毒侵染会导致水稻细胞间隙的铜含量降低，即更多的铜离子会进入细胞内发挥作用。进一步的研究发现，铜离子发挥抗病毒功能依赖于课题组先前发现的SPL9-miR528-AO-ROS这一通路，铜离子一方面能够抑制SPL9的蛋白积累水平和SPL9结合miR528启动子的能力，从而使得miR528表达量降低，进而增强AO的积累量和ROS水平；另一方面，铜离子能够直接影响AO的酶活，当AO的铜离子结合位点突变后，AO介导的抗病毒能力也会受到抑制。研究发现，通过直接外源施加铜离子或者通过基因编辑技术敲除水稻铜离子转运基因（COPT7），均能通过提高铜离子积累并进而调控SPL9-miR528-AO通路增强水稻对病毒的抗性，为铜离子抗病毒的实际应用提供了潜在思路。重要的是，铜离子介导的上述抗病毒通路对不同水稻病毒（RSV和RDV）具有广谱抗性，暗示了铜离子的广阔应用前景、�/div>