近红外光（NIR）提高植物抗病毒能力作用的机制

　　

　　2023年6月30日，微生物所叶健研究团队在Plant Communications期刊上在线发表题为 Near infrared light and PIF4 promote plant antiviral defense by enhancing RNA interference的论文。研究显示，使用近红外光NIR（810 nm）处理植物（光疗法），通过促进光信号途径关键转录因子PIF4的积累，可激活植物的RNAi免疫反应，最终提高植物抗病毒防御反应。 

　　已发现的双生病毒超过460种，严重危害了全球重要农作物的产量和品质。研究人员利用不同光波的LED灯处理双生病毒侵染的植物，发现与其他光处理相比，NIR光处理可以更好的提高植物对双生病毒的抗性。随后鉴定到NIR处理后的光信号关键转录因子PIF4的mRNA和蛋白水平显著增加，证明PIF4可能在近红外光增强植物抗性的过程中发挥重要作用。研究人员进一步利用Crispr/Cas9技术编辑植物体内的PIF4基因，发现PIF4敲除后，编辑植物对双生病毒（DNA病毒）和芜菁花叶病毒（RNA病毒）均更加感病，表明PIF4具有广谱的抗病毒作用。最后通过转录组分析和分子生化实验验证PIF4可以结合RDR6/AGO1的启动子并促进二者的转录表达，从而激活下游的RNA沉默途径，提高植物的抗病毒防御反应。研究同时发现，双生病毒可通过编码βC1蛋白靶向PIF4抑制其转录活性，进而拮抗PIF4介导的RNAi抗病毒作用。

　　 

 

　　由于大多数农业重要病毒均由虫媒传播，该团队发现的如上光疗法大大拓宽了植物病毒防控的物理学工具箱，为绿色防控病毒病害提供了新思路。 

　　中国科学院微生物研究所助理研究员张璇和在读博士生王端为论文的共同第一作者，叶健研究员为本文通讯作者，方荣祥院士参与指导相关研究工作的开展。本项研究得到国家自然科学基金委杰出青年项目（32125032）、重点项目（31830073）和青年基金项目（31901853）的资助。 

　　 全文链接：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100644