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植物感染病毒后也会“生病”那么植物是如何抵御病毒的呢?近日,中国科学技术大学生命科学学院赵忠教授的团队通过发育生物学和植物病毒学的交叉研究,发现了植物干细胞免疫病毒的关键因子————WUSCHEL(WUS)蛋白,揭示了植物干细胞的广谱抗病毒机制。三年没来月经生蛋了 目前,植物病毒病已成为农业生产中的第二大病害,每年给全世界造成巨大的经济损失。一旦植物感染了病毒,就会带来毁灭性的后果。比如在水稻上,稻飞虱传播的病毒(条纹叶枯病、黑条矮缩病)一旦爆发,产量就会降低16%左右,根本收不到产量。 植物病毒种类繁多,已知有1000多种,主要通过昆虫传播。不可治愈的高传染性植物病毒对国家粮食安全的威胁不容忽视。虽然国内外研究者从各个角度做了大量的研究,但植物干细胞为什么具有广谱抗病毒能力,目前尚不清楚。现有的抗病毒方法只能针对少数病毒,不能直接抑制病毒,而且随着病毒的不断进化,抵抗力会逐渐减弱。 目前在三年不月经给蛋的农业中,通常是从传播途径入手,通过喷洒农药杀死传播病毒的“信使”。然而,农药的消费增加了农业生产的经济成本,更有可能对人和环境造成持续的危害。 记者了解到,目前最稳定的去除植物病毒,获得三年无月经无病毒植物的生物技术是“茎尖脱毒”:科学家在无菌环境下将受感染植物的茎尖切下,放入装有培养基的试管中培养。植株长大后,再次切下茎尖培养,经过几轮操作,即可获得无病毒感染的植株。 这项技术的优势在于它的普适性,可以消灭大多数植物以及被它们感染的不同病毒;缺点是需要体外培养,步骤复杂,经济成本高,其深层机制尚未揭示。 因此,分析茎尖固有的广谱抗病毒机制,寻找抗病毒蛋白,对于培育新的广谱抗病毒作物具有重要意义。 “在长期的进化过程中,植物很难完全战胜病毒,病毒总是想尽办法感染细胞。”赵忠教授的研究小组发现,虽然病毒可以侵入大多数细胞,但有一种特殊的细胞病毒不能感染,那就是干细胞。 “简而言之,这是一种受到植物严格保护的细胞,具有重要的生物功能。植物的大多数器官,包括根、茎、叶、花和果实,都是由干细胞分化而来的。”赵忠介绍说,干细胞的稳定性对植物的生长发育非常重要,特别是需要保护干细胞免受外部病原微生物和不良环境的胁迫。如果我们能够揭示干细胞的抗病毒机制,使其他细胞具有类似的能力,我们就可以使整个植物具有抵抗病毒攻击的能力。 “在植物干细胞中,WUS蛋白是一种非常保守的蛋白质,但它也是植物干细胞中存在的一种关键抗病毒蛋白,这种蛋白包含在低等植物和高等植物中。”2011年,赵忠回国后,连续三年不来月经做卵子捐赠。经过八年的艰苦研究,他带领团队找到了另一种方法。受传统茎尖脱毒技术的启发,他发现一旦干细胞感知到病毒的到来,WUS蛋白就会被快速诱导,他三年来月经都没有做抑制蛋白质合成最关键的设备——核糖体,这大大降低了植物细胞中蛋白质的合成能力。
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“病毒进入后,无法利用植物细胞合成病毒蛋白,因此病毒无法有效复制,也无法继续感染其他细胞,从而抑制病毒的传播。”他补充道。
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此外,当病毒入侵时,WUS蛋白不仅可以保护干细胞,还可以“逆行”移动到干细胞外围,三年不捐卵保护干细胞新生后代细胞免受病毒感染。研究人员通过关键的基因实验证实,在植物的其他细胞中表达WUS蛋白可以保护植物免受病毒感染。这表明WUS介导的干细胞病毒免疫具有广谱性。 这一成果发表在10月9日的国际顶级学术期刊《Science》上。
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同行专家评论说:“这项研究解决了一个长期以来备受关注的问题,是植物病理学和植物发育领域的一项开创性研究。” 团队研究人员表示,WUS蛋白介导的广谱抗病毒机制可以为各种作物的抗病毒防治提供新的研究思路,并可能为解决全球粮食稳定生产问题带来新的曙光。 46岁三个优势卵泡做试管婴儿的成功率是多少? 一般来说超过45岁我们就不太建议做试管婴儿了,因为身体各方面机能都不太适合怀孕了。
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