近日，《Journal of Integrative Plant Biology》（植物学报，IF=11.4）正式发表了植保所专家内多家科研单位合作撰写的综述“Plant Virology in the 21st Century in China: Recent Advances and Future Directions” 。该综述回顾了过去20年我国植物病毒学领域取得的一系列开创性进展。包括：(1) 新病毒的检测和鉴定：我国研究人员成功检测和鉴定了许多新出现的，危害作物的新病毒，并发现了真菌中的新病毒以及类似病毒的RNA；这些研究不仅有助于更好地理解植物病毒，还为防治由真菌引发的作物病害提供了新的途径；(2) 水稻抗病毒RNAi：首次系统性揭示了水稻AGO18广谱抗病毒功能，AGO18作为水稻抗病毒免疫的核心元件，担任小分子RNA的“分子锁扣”的功能，介导miR168和miR528，分别调控AGO1和ROS路径发挥抗病毒功能。(3) 植物激素的关键作用：这些研究揭示了植物激素如赤霉素、脱落酸、茉莉酸、水杨酸、乙烯、生长素在病毒侵染和抗病毒防御中的关键作用；(4) 信号分子的研究：系统解析了对病毒侵染做出响应并调控下游抗病毒通路中的信号分子，包括Ca2+信号, JA, SA, ROS, RNAi和其他植物抗病毒免疫路径; (5) 病毒编码蛋白的作用机理：研究发现植物病毒编码的蛋白可以通过定位改变，从质膜转移到叶绿体，并抑制水杨酸介导的植物防卫反应；(6) NLR免疫受体的研究：解析了NLR免疫受体识别并诱发抗番茄斑萎病毒的分子机制，并阐明了病原体效应子NSs如何靶向激素受体促进病毒感染，以及Tsw NLR免疫受体如何模拟植物激素受体，“诱骗”病毒效应子NSs，继而监视病毒攻击最终激活植物免疫实现抗病这一过程；(7) 茎尖脱毒分子机理的研究：发现了WUSCHEL介导的抗病毒免疫阻止病毒进入茎尖分生组织的分子机制，促进了我们对利用茎尖脱毒分子机理以及病毒对抗宿主RNA沉默以促进病毒进入分生组织的理解；(8) 细胞自噬的作用：揭示了细胞自噬作为一种植物抗病毒防御机制的作用，以及病毒如何靶向细胞自噬相关蛋白或利用细胞自噬降解抗病毒组分，从而促进病毒侵染；(9) 卵黄原蛋白和共生细菌的重要作用：发现昆虫卵黄原蛋白和共生细菌在病毒经卵传播途径中起到重要作用；(10)工具开发：开发了多个用于经济作物基因功能研究的病毒诱导基因沉默载体和基因编辑载体；(11) 抗病毒品种培育：通过转基因技术，培育了抗番木瓜环斑病毒（PRSV）的番木瓜品种“华农1号”, 获得了转基因生物安全证书并被大规模推广种植，种植面积已达30至50万亩。

图1. 过去20年我国植物病毒学领域重要进展一览

该综述围绕病毒生物学、病毒致病机制，植物抗病毒机制、病毒-介体-植物三者互作以及植物病毒载体开发5个方面详细总结了过去20年我国植物病毒学取得的重要成果。综述首先详细总结了植物正义链RNA病毒、负义链RNA病毒、双链RNA病毒、DNA病毒和类病毒的致病机制研究，还介绍了过去20年中，新发现的对我国农业生产有重要危害的10个重要病毒病害。其次详细总结了在病毒与寄主植物之间长期的“军备竞赛”中发生在DNA、RNA和蛋白质等不同水平上的分子调控，重点介绍了RNA沉默、植物激素、细胞自噬、(显/隐性)抗性基因和表观遗传介导的抗病毒机制。第三，强调了我国在病毒—媒介昆虫互作、病毒—媒介昆虫—植物互作和其他微生物参与的多元互作研究方向上的重要贡献。另外，综述还描述了我国植物病毒学家如何针对抗病毒育种开展了植物病毒的应用研究，包括抗病毒植物的培育和病毒载体工具开发。最后，简要介绍了我国植物病毒学研究的现有力量和学科特色，并指出了未来我国植物病毒研究的若干重要方向。总之，这一综述为读者全面了解我国植物病毒学的研究现状提供了重要资料，并对我国植物病毒学的未来发展提供了有价值的参考。

图2. 病毒与寄主植物复杂互作过程中的多层分子调控

福建农林大学吴建国教授、中国农业大学张永亮教授，中国植物保护研究所李 方方研究员和中国科学院动物研究所张晓明研究员为本论文的共同第一作者。福建农林大学李毅教授和中国植物保护研究所周雪平研究员为本论文的共同通讯作者。中国科学院微生物所叶健研究员和张莉莉研究员、福建农林大学的魏太云研究员、浙江大学李正和教授、南京农业大学陶小荣教授、中国科学院动物研究所崔峰研究员、中国农业大学李大伟教授和王献兵教授、宁波大学燕飞研究员、中国植物保护研究所李世访研究员和清华大学刘玉乐教授也对本综述的完成做出了重要贡献。论文撰写过程中还得到了中国科学院微生物所研究所方荣祥院士和宁波大学陈剑平院士的大力帮助和宝贵建议。福建农林大学的陈倩教授和赵珊珊博士、中国科学院微生物所张璇博士、中国农业大学杨萌博士、张定谅博士和张乾申、中国科学院动物研究所霍梁霄博士、刘莎莎博士、刘洋博士、丁晨曦博士、周文玲博士和中国植物保护研究所李召雷博士、龚攀博士和张志想博士也对论文撰写提供了帮助。  

论文链接: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37924266/

Plant virology in the 21st century in China: Recent advances and future directions