基于TRV-GFP快速筛选体系的叶绿素镁钠复合制剂诱导植物抗病毒免疫机制研究

推荐：本研究针对植物病毒病防治需求，开发了基于农杆菌介导TRV-GFP（烟草脆裂病毒-绿色荧光蛋白）的7天快速筛选体系，鉴定出含叶绿素镁钠（Mg-chl）的两种复合制剂能显著降低烟草本氏烟（N. benthamiana）和普通烟草（N. tabacum）中TRV-GFP和TMV（烟草花叶病毒）的积累。通过H2 O2 检测和SA/JA通路基因（NbPR1/NbMYC2）表达分析，揭示其通过激活ROS介导的SA和JA信号通路增强植物免疫，为开发无毒商业化植保制剂提供新策略。

　　

植物病毒每年导致马铃薯、番茄等作物减产超40%，传统化学农药对环境和健康存在危害。开发安全有效的植物免疫诱导剂成为农业可持续发展的重要方向。叶绿素衍生物镁钠叶绿素（Mg-chl）作为光敏剂可产生活性氧（ROS），但其抗病毒机制尚未阐明。麦克马斯特大学等机构的研究人员通过创新性筛选体系，揭示了Mg-chl复合制剂激活植物免疫通路的分子机制，相关成果发表于《Physiological and Molecular Plant Pathology》。

研究采用农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的TRV-GFP递送系统，在烟草本氏烟中建立7天快速筛选模型。通过构建TRV-GFP荧光主观评分体系（0-+++）并验证其与病毒外壳蛋白（CP）表达的相关性，筛选出含0.1% Mg-chl的两种复合制剂（配方1含鼠李糖脂/D-柠檬烯，配方2含Na₂
EDTA）。利用DAB染色检测H₂
O₂
积累，RT-qPCR分析防御基因表达，并通过TMV摩擦接种验证跨物种抗病毒效果。

3.1 快速筛选体系的建立
通过农杆菌递送TRV RNA1（编码RdRp和MP）和RNA2-GFP基因组，建立基于荧光强度的病毒定量标准。RT-PCR证实主观评分与TRV CP表达高度一致，接种叶全叶荧光（+++）与系统叶脉限域荧光（+）分别对应不同病毒扩散模式。

3.2 制剂安全性与细菌兼容性
100余种配方初筛中，0.1% Mg-chl复合制剂无植物毒性，且不影响农杆菌增殖（OD₆₀₀
=0.5时菌量无差异），确保筛选结果可靠性。

3.3 抗病毒效果验证
配方1/2使接种叶TRV-GFP降低5-7.5倍，系统叶降低7.3-9.7倍。TMV ELISA显示配方处理组系统叶病毒CP低于阈值（0.97），但接种叶仍出现花叶症状，表明抗病毒效应具有组织特异性。

3.4 ROS与防御通路激活
DAB染色显示配方处理12 h后H₂
O₂
积累显著。SA标记基因NbPR1在24 hpt表达达峰，JA通路基因NbMYC2在6-48 hpt持续上调，提示光激活Mg-chl通过ROS触发SA/JA交叉对话。

该研究首次证实Mg-chl可通过SA/JA双通路诱导广谱抗病毒免疫。其意义在于：①创建TRV-GFP高通量筛选平台，将病毒检测周期从数周缩短至7天；②阐明Mg-chl作为光敏剂通过ROS-H₂
O₂
-SA/JAX通路激活植物免疫的新机制；③开发的无毒配方（含E-140认证食品添加剂）具备直接商业化潜力，为替代化学农药提供新选择。研究局限性在于未解析ROS如何特异性激活SA/JA通路，以及Mg-chl对病毒直接灭活作用，这将是未来研究方向。