植物之所以能够无限生长,是因为植物干细胞形成了分生组织。干细胞可将自身转化为各种特定细胞,可在适当的时候进行分裂,并根据需要产生任意类型的新细胞。分生组织存在于所有植物的顶端,使它们能够长出新的茎或根;树干的的树皮下也有一层分生组织,用于增加树干的粗度。

自1950年代以来,已知植物顶端的分生组织或顶芽分生组织(SAM)具有极强的排斥病毒的能力,即使植物的其余部分已被病毒彻底感染。植物尖端免疫的不是少数几类病毒,而是已知的大量病毒。

从那以后,科学家和农民尝试利用这种抗病毒能力——可能是植物中最重要的部分,从被感染的供体植物中培育出新的健康植物。他们剪掉尖端的一小部分,在试管或培养皿中让其生长,然后再减掉顶端,重复放到培养皿中,如此反复几次。最终获得无病原体的插条。

中国科学技术大学(USTC)的研究人员于10月8日在《科学》上发表了一篇论文,为植物这一令人难以置信的能力提供了解释。

研究小组用黄瓜花叶病毒感染了一种水芹,然后惊奇地发现WUSCHEL蛋白可抑制病毒蛋白的产生。

WUSCHEL是一种极其重要的蛋白质,在植物胚胎发育的早期阶段,在决定干细胞命运方面起着关键的调节作用,并监督分生组织,将其保持在未分化状态并指定分化成哪种子细胞。

中国科学技术大学生命科学学院教授,​​论文作者赵忠表示:“化学物质地塞米松可诱导产生WUSCHEL蛋白。因此,接下来,我们用这种病毒感染了更多的水芹,然后选择部分喷洒了地塞米松。” 结果令人称奇,未经处理的植物中约有89%感染了病毒,但是经过处理的植物中有90%未被病毒感染。

病毒不能自行产生蛋白质,而是劫持生物体的蛋白质装配线并使其复制自身。WUSCHEL蛋白在调节植物干细胞方面起着很大的作用,实际上已经冻结了所有蛋白质的生产——无论是植物本身还是被病毒劫持的,从而阻止了病毒的复制。

类似水芹中直接产生WUSCHEL蛋白的基因,在整个植物界都非常普遍,因此研究人员感兴趣的是,“将来是否可以将此策略用于育种以获得广谱抗病毒作物品种。”

https://phys.org/news/2020-10-mystery-virus-free.html

[ 广告 ]
赞一个 (5)

PREV :
NEXT :