揭秘 40S 核糖体蛋白 SA2：柑橘抗病毒防线的关键 “卫士”

为探究 40S 核糖体蛋白 SA（RPSA）在植物抗病毒中的作用，研究人员以柑橘黄脉清病毒（CYVCV）为对象展开研究。结果发现，ClRPSA2与 CYVCV 外壳蛋白（CP）互作，通过激活茉莉酸（JA）和光合途径抑制病毒感染，这为柑橘抗病育种提供了理论依据。

　　在广袤的果园里，柑橘作为重要的水果作物，为人们带来了甜蜜的享受。然而，柑橘黄脉清病毒（CYVCV）却如同一颗 “毒瘤”，严重威胁着柑橘产业的发展。它能通过受感染的芽木、污染工具以及一些半翅目昆虫迅速传播，给巴基斯坦、印度、中国等多个国家的柑橘生产造成巨大经济损失。尽管人们对植物核糖体蛋白（RPs）在植物免疫中的作用有了一定了解，但 40S 核糖体蛋白 SA（RPSA）在植物应对病毒感染时扮演何种角色，依旧是个未解之谜。在这样的背景下，西南大学柑橘研究所等机构的研究人员开启了探索之旅，他们的研究成果发表在《Phytopathology Research》上，为柑橘抗病毒研究带来了新的曙光。

研究人员主要运用了酵母双杂交（Y2H）、免疫共沉淀（Co-IP）、荧光素酶互补成像（LCI）、双分子荧光互补（BiFC）等技术，还构建了多种载体进行基因表达调控实验，同时对柑橘植株进行不同处理后检测相关指标。

研究结果如下：

• ClRPSA₂的特征：ClRPSA₂由 316 个氨基酸组成，包含两个保守的 rbosomal_S2 结构域，在不同植物中的相似性较高，且含有与光和茉莉酸甲酯（MeJA）响应密切相关的核苷酸结合位点。
• CYVCV-CP 与 ClRPSA₂的相互作用：通过 Y2H、Co-IP、LCI 和 BiFC 等实验证实，CP 与 ClRPSA₂在细胞核和细胞膜上直接相互作用，且 ClRPSA₂的 N 端 22 - 122 位氨基酸是与 CP 的结合区域。
• 相互作用的保守性：研究发现，CP 与其他宿主中的同源 RPSA₂（CsRPSA₂、CcRPSA₂、ChRPSA₂和 NtRPSA₂）也能相互作用，表明这种相互作用在物种间可能具有保守性。
• ClRPSA₂的细胞分布：预测并通过实验验证 ClRPSA₂分布在细胞膜、细胞核和内质网，且在 CP 存在时其亚细胞定位不变。
• CP 对 ClRPSA₂表达的影响：在幼嫩的尤里卡柠檬叶片中表达 CP，发现 CP 能显著上调 ClRPSA₂的表达，在 3dpi 时开始上调，6dpi 时达到峰值。
• ClRPSA₂对 CP 表达的调控：在叶片中表达 ClRPSA₂，发现其能抑制 CP 表达，沉默 ClRPSA₂则会促进 CP 表达，且 ClRPSA₂的 22 - 122 位氨基酸片段对 CP 表达抑制作用明显。
• ClRPSA₂对 JA 和光合途径的激活：瞬时表达 ClRPSA₂能显著上调 JA 和光合相关基因的表达，增加 JA 含量和最大光化学效率（Fv/Fm）；沉默 ClRPSA₂则会下调这些基因表达，降低 JA 含量和 Fv/Fm。同时，ClRPSA₂与 CP 的相互作用可诱导 JA 和光合途径，抑制 CP 表达。
• ClRPSA₂对柑橘抗 CYVCV 防御的调控：构建尤里卡柠檬毛状根 ClRPSA₂转化系统，发现过表达 ClRPSA₂可降低 CYVCV 滴度，沉默 ClRPSA₂则会增加滴度，表明 ClRPSA₂通过激活 JA 途径参与抑制 CYVCV 感染。
• JA 信号通路对 CYVCV 积累的影响：用 MeJA 和 JA 抑制剂水杨羟肟酸（SHAM）处理无病毒和 CYVCV 感染的尤里卡柠檬植株，发现 MeJA 处理可降低 CYVCV 滴度，SHAM 处理则会增加滴度，说明 JA 信号通路影响 CYVCV 积累。
• ClRPSA₂对柑橘广谱抗病毒的调控：在感染其他柑橘病毒（CPV、CTV、CCDaV 和 CTLV）的叶片中瞬时表达或沉默 ClRPSA₂，发现瞬时表达 ClRPSA₂可降低这些病毒的滴度，沉默则会增加滴度，表明 ClRPSA₂正调控柑橘对多种病毒的广谱抗性。

研究结论表明，CYVCV-CP 与 ClRPSA₂相互作用，ClRPSA₂通过激活 JA 和光合信号通路，负调控 CP 表达，抑制 CYVCV 在柠檬中的积累。这一发现为有效控制 CYVCV 提供了新策略，也加深了人们对 CYVCV 与柑橘植物相互作用的理解，为未来柑橘抗病育种研究奠定了重要基础。它让人们看到了通过调控植物自身蛋白来抵御病毒侵害的希望，有望在实际生产中得到应用，守护柑橘产业的健康发展。