辣椒脉黄病毒与辣椒脉斑驳病毒共感染中圆柱状内含体蛋白促进病毒滴度升高的机制研究

本研究揭示了辣椒脉斑驳病毒(ChiVMV)的圆柱状内含体(CI)蛋白在促进辣椒脉黄病毒(PPeVYV)滴度升高中的关键作用。通过电镜断层扫描和分子生物学技术，研究人员发现ChiVMV能帮助PPeVYV突破韧皮部限制侵入叶肉组织，且PPeVYV的球形病毒颗粒分布于ChiVMV的"风车状"内含体中。CI蛋白的系统性表达使PPeVYV滴度提高43倍，为理解混合病毒感染中病毒间协同作用提供了新视角。

　　

在农业生产中，混合病毒感染常常导致比单一感染更为严重的症状，这种现象背后的分子机制一直是植物病毒学研究的重要课题。辣椒作物上常见的辣椒脉黄病毒(PPeVYV，属于Polerovirus)和辣椒脉斑驳病毒(ChiVMV，属于Potyvirus)的共感染现象尤为引人关注。PPeVYV作为一种韧皮部限制性病毒，通常只能在植物维管组织中复制和移动，而ChiVMV则能够系统性地感染植物组织。这两种病毒在自然界中经常同时出现，但它们的相互作用机制尚不清楚。

宁波大学植物病毒研究所的研究人员开展了一项创新性研究，揭示了ChiVMV如何通过其圆柱状内含体(Cylindrical Inclusion，CI)蛋白促进PPeVYV的复制和移动。研究发现，在共感染情况下，PPeVYV的病毒滴度比单一感染时提高了75倍。更为有趣的是，通过电子显微镜观察发现，PPeVYV的球形病毒颗粒竟然分布在ChiVMV特有的"风车状"内含体结构中，这种独特的空间分布关系为理解病毒间相互作用提供了直观证据。该研究成果发表在《Phytopathology Research》上。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过农杆菌介导的瞬时表达系统进行病毒接种；利用RT-qPCR技术定量病毒RNA积累水平；采用Western blot检测病毒蛋白表达；运用免疫印迹技术定位病毒在组织中的分布；通过透射电子显微镜和电子断层扫描技术观察病毒超微结构；构建病毒诱导的基因沉默系统研究CI蛋白功能。

研究结果部分：

背景
研究团队在前期工作中发现，田间采集的辣椒样本中经常同时检测到PPeVYV和多种马铃薯Y病毒科病毒，包括ChiVMV。这提示这些病毒之间可能存在某种协同作用。

Effect of coinfection with ChiVMV on titers of PPeVYV in N.benthamiana
通过农杆菌接种本氏烟实验发现，共感染组中PPeVYV的积累量比单一感染组高75倍。Western blot分析显示，只有在共感染情况下才能在非接种叶片中检测到PPeVYV的P3蛋白。免疫印迹结果表明，ChiVMV促进了PPeVYV向叶肉组织的扩散。

Attempted mechanical transmission of co-infecting PPeVYV and ChiVMV
透射电镜观察显示，单一感染的PPeVYV病毒颗粒仅存在于维管组织中，而共感染情况下，PPeVYV的球形颗粒与ChiVMV的风车状内含体共同出现在叶肉细胞中。然而，机械接种实验表明，ChiVMV并不能帮助PPeVYV实现机械传播。

Co-infection dynamics in N. benthamiana: interaction of poleroviruses and potyviruses
电子断层扫描三维重构显示，PPeVYV的球形病毒颗粒有规律地分布在ChiVMV风车状内含体表面。纵向切片进一步证实病毒颗粒不规则地分布在内含体内部，这种特殊的空间分布模式在单一感染中从未观察到。

Role of the CI protein of ChiVMV in enhancing PPeVYV viral titers
通过病毒诱导的基因沉默系统过表达CI蛋白，发现PPeVYV的积累量提高了43倍。共聚焦显微镜观察显示，CI-mCherry与PPeVYV的病毒复制复合体(VRCs)共定位，表明CI蛋白可能直接参与PPeVYV的复制过程。

这项研究首次揭示了ChiVMV的CI蛋白在促进PPeVYV积累中的关键作用，为理解混合病毒感染中病毒间协同作用提供了新的分子机制。研究发现，虽然CI蛋白能够显著提高PPeVYV的滴度并帮助其突破韧皮部限制进入叶肉组织，但并不能使其获得机械传播能力。这一发现对田间病毒防控具有重要指导意义，提示针对混合感染的防控策略可能需要同时针对多种病毒。此外，研究建立的电镜断层扫描技术为病毒超微结构研究提供了新方法，CI蛋白作为"分子伴侣"的功能也为开发新型抗病毒策略提供了潜在靶点。