(2020.11.18 園藝研究)
葡萄(Vitis vinifera)原產(chǎn)亞洲西部,是世界上分布最廣的經(jīng)濟水果之一。在栽培時,它可能會同時受到幾種病原體的影響,例如真菌、卵菌、植原體和病毒,這些病原體會對葡萄造成損害,從而導致嚴重的經(jīng)濟損失。病毒是所有葡萄品種中都廣泛存在的一類病原體,從葡萄中已經(jīng)鑒定出了80多種病毒,而它們對葡萄產(chǎn)生的影響及其之間復雜的多重相互作用關(guān)系目前還是未知的。
然而,近年來一些研究發(fā)現(xiàn),植物與病毒的相互作用不僅僅局限于被病原體感染這樣簡單,而是可以從拮抗轉(zhuǎn)變?yōu)閷Νh(huán)境變化有利的反應,也就是說,病毒可以提高植物對逆境的抗性。
近日,Horticulture Research在線發(fā)表了意大利都靈大學Giovanna Gilardi等人題為Biological and molecular interplay between two viruses and powdery and downy mildews in two grapevine cultivars的研究論文。本研究選用葡萄的兩個品種‘Nebbiolo和‘Chardonnay,在‘Nebbiolo的外植體中消除了葡萄扇葉病毒(GFLV)或莖痘相關(guān)病毒(GRSPaV),從而獲得只感染這兩種病毒之一的株系,并以此作為砧木,嫁接脫毒后的‘Nebbiolo或‘Chardonnay來感染病毒。人工接種霜霉病(DW)或白粉?。≒M)的致病孢子,以此研究GRSPaV和GFLV在溫室條件下對不同葡萄品種DM和PM發(fā)病率及嚴重程度的影響,以及這些相互作用誘導的分子修飾。
實驗結(jié)果表明,與無病毒植株相比,感染GFLV的植株受白粉病和霜霉病引起的反應嚴重程度降低。GFLV可以誘導葡萄二苯乙烯合成酶基因、發(fā)病相關(guān)蛋白的過量表達,并影響碳水化合物代謝相關(guān)的基因,從而改變糖轉(zhuǎn)運蛋白、液泡轉(zhuǎn)化酶和蔗糖合成酶基因的表達。這些轉(zhuǎn)錄變化表明植物的先天免疫能力得到了改善,使得感染GFLV的葡萄抗性更強。
然而,這并不是一種通用的反應過程。在感染GRSPaV的葡萄中,霜霉病嚴重水平與CTR無顯著差異,介于無病毒植株和感染GFLV的植株之間。這種耐受性的增加很可能是植物對病毒(如GFLV和GLRaV-319)反應的間接影響。此外,在這些多重相互作用中,葡萄的基因型似乎也起著至關(guān)重要的作用:在‘Nebbiolo這個品種中,病毒引起的分子變化不同于在‘Chardonnay中觀察到的分子變化,這表明不同的代謝途徑可能參與對真菌/卵菌病原體的保護。
這些結(jié)果表明葡萄和不同的病原體之間確實存在著復雜的相互作用。病毒激活了葡萄的免疫系統(tǒng),提高對其它病原體的抵抗,這是對一個尚未被探索課題的首次研究。