马铃薯SWEET1g寡聚体通过干扰病毒外壳蛋白与热激蛋白70互作并激活茉莉酸信号通路赋予对PVY和PVX的广谱抗性

这篇研究揭示了马铃薯(Solanum tuberosum)糖转运蛋白SWEET1g(StSWEET1g)通过直接与PVY外壳蛋白(CP)互作，干扰CP与热激蛋白70(StHSP70)的结合，并激活茉莉酸(JA)防御通路，从而赋予对马铃薯Y病毒(PVY)、烟草脉带花叶病毒(TVBMV)和马铃薯X病毒(PVX)的广谱抗性。研究发现关键氨基酸位点G80对StSWEET1g的寡聚化和抗病毒功能至关重要，为作物抗病毒育种提供了新靶点。

　　

植物病毒每年给农业生产造成严重经济损失。由于编码能力有限，植物病毒需要招募宿主因子来完成其翻译、复制和移动过程。本研究首次发现马铃薯糖转运蛋白SWEET1g(StSWEET1g)在植物抗病毒防御中发挥重要作用。

PVY CP与StSWEET1g的互作

通过膜酵母双杂交(MY2H)、免疫共沉淀(Co-IP)、荧光互补(LCI)和双分子荧光互补(BiFC)等多种技术证实，PVY外壳蛋白(CP)与StSWEET1g在体内外均存在直接互作。共聚焦显微镜观察显示，GFP标记的CP与DsRed标记的StSWEET1g在细胞质中共定位。

StSWEET1g负调控PVY复制

基因沉默实验表明，沉默StSWEET1g促进PVY感染，而过表达StSWEET1g则抑制PVY复制。通过构建PVY复制子(PVYrep-GFP)发现，StSWEET1g主要影响病毒复制过程。有趣的是，StSWEET1g与CP的互作复合物定位于病毒复制复合体(VRC)中，与6K2诱导的囊泡共定位。

关键氨基酸位点的发现

通过定点突变筛选发现，甘氨酸(G)在62和80位的突变(G62D和G80D)显著削弱StSWEET1g的抗病毒活性。深入研究表明，这些突变破坏了StSWEET1g的寡聚化能力，同时消除了其与PVY CP的互作。值得注意的是，StSWEET1g在酵母EBY.VW4000菌株中未显示糖转运活性，表明其抗病毒功能不依赖于糖转运。

StHSP70的促病毒作用

研究发现马铃薯热激蛋白70(StHSP70)作为促病毒因子，与StSWEET1g和PVY CP均能互作。竞争性Co-IP和pull-down实验证实，StSWEET1g通过干扰CP-StHSP70的互作来发挥抗病毒功能。基因沉默NbHSP70显著抑制PVY复制，进一步验证了HSP70在病毒复制中的重要作用。

JA信号通路的激活

转录组分析发现，StSWEET1g过表达激活了茉莉酸(JA)信号通路相关基因的表达。外源施加茉莉酸甲酯(MeJA)处理显著抑制PVY感染，证实JA通路在抗病毒防御中的作用。突变体StSWEET1g^G80D丧失了激活JA通路的能力，说明寡聚化状态对StSWEET1g启动JA防御至关重要。

广谱抗病毒活性

研究还发现StSWEET1g能与TVBMV和PVX的CP互作，并抑制这两种病毒的复制。通过构建病毒载体表达StSWEET1g的工程病毒，证实野生型StSWEET1g能减轻病毒症状，而G80D突变体则丧失此功能。这为利用StSWEET1g培育广谱抗病毒作物提供了理论依据。

该研究首次阐明了SWEET家族成员在植物-病毒互作中的抗病毒机制，发现StSWEET1g通过双重机制——干扰病毒CP与宿主促病毒因子HSP70的互作，以及激活JA防御通路——来抵抗多种病毒侵染。研究结果为作物抗病毒育种提供了新的分子靶点和策略。