科學家們已經了解到植物是如何防止病毒傳給后代的，這一發現可能會確保作物更健康。這一發現還有助于減少疾病從母親傳染給人類兒童。

植物病毒通常能夠通過種子貿易從一個國家傳播到另一個國家。因此，父母對后代的疾病傳播是全球關注的問題。

加州大學河濱分校微生物學和植物病理學特約教授Shou-Wei Ding說:“病毒可以在種子中隱藏多年，這是農業中最重要的問題之一。”Shou-Wei Ding是《細胞宿主與微生物》雜志上關于這一發現的一篇新論文的通訊作者。

例如，當攜帶病毒的母株產生100粒種子時，只有0 - 5%的幼苗可能被感染。一個世紀以來，科學家們一直想知道母株是如何阻止病毒傳播到所有或大部分幼株的。

研究小組希望通過精確定位阻止病毒從母體傳播到后代的免疫途徑(也稱為垂直傳播)來解開這個謎團。團隊成功了。他們使用的策略和他們確定的途徑在這篇新論文中有詳細的描述。

對芥科小型植物擬南芥的數百個品種接種了黃瓜花葉病毒。盡管它的名字是這樣的，但這種病毒可以感染1000多種植物，并導致葉子和果實表面出現黃色的環狀斑點和圖案。然后，研究人員分析了這些植物，以了解哪些基因使它們及其后代對病毒更具抵抗力。

兩個基因，這兩個基因都只在種子發育的早期階段起作用，似乎對這一目的最重要。這些基因在所謂的RNA干擾途徑中起作用。

細胞中的遺傳信息從DNA轉化為RNA，然后轉化為蛋白質。有時，雙鏈RNA被切割成更小的片段，稱為小干擾RNA，或siRNA。這些片段被用來阻止蛋白質的產生，其中一些蛋白質可能來自入侵的病毒。

“許多生物產生sirna來控制和抑制病毒感染，我們認為，這些植物能夠防止種子感染的原因是，當種子在母體植物中發育時，抗病毒RNA干擾途徑是活躍的。”

為了驗證他們的假設，研究人員制造了兩個關鍵RNA干擾途徑基因被刪除的突變植物。這些基因產生的酶被稱為類骰子2和類骰子4。

“沒有這兩種酶，植物就不能制造sirna來抑制病毒感染。沒有sirna，抗病毒免疫途徑就無法發揮作用。”

突變植株正常生長并產生種子。然而，當缺乏這兩種酶的植株感染黃瓜花葉病毒時，它們會出現非常嚴重的癥狀。他們產生的種子更少，更重要的是，傳播到種子的速度增加了十倍。高達40%的新幼苗被感染。

“我們對這個結果感到非常興奮，這是第一次有人看到免疫途徑被消除后種子傳播的重大變化。”

研究人員著手回答的下一個問題是，盡管在非突變植物中存在強烈的免疫抑制，病毒如何仍然感染一小部分種子?他們了解到，這是因為病毒在母體植物中表達了一種蛋白質來阻斷RNA干擾途徑。

展望未來，研究小組正在測試他們是否可以通過加強他們在種子中發現的免疫途徑來進一步降低病毒傳播率。

由于這一途徑在包括無脊椎動物、真菌和哺乳動物在內的多種生物中廣泛保守，因此這一發現可能對動物和人類的疾病預防具有廣泛的意義。

研究人員在繼續他們的工作時，會考慮到某些人類病毒，比如寨卡病毒。懷孕期間感染寨卡病毒會導致嚴重的出生缺陷，包括小頭畸形和其他腦部異常。研究人員希望利用他們所學到的知識來降低寨卡病毒的垂直傳播率。

“我們知道寨卡病毒表達了幾種阻斷RNA干擾途徑的蛋白質，因此有可能通過用新藥抑制這些蛋白質的功能來防止垂直傳播。”


（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-9/20240919183621273.htm）