受病毒感染葡萄对其它病原体抗性增强及其分子修饰的研究

（2020.11.18 园艺研究）

葡萄（Vitis vinifera）原产亚洲西部，是世界上分布最广的经济水果之一。在栽培时，它可能会同时受到几种病原体的影响，例如真菌、卵菌、植原体和病毒，这些病原体会对葡萄造成损害，从而导致严重的经济损失。病毒是所有葡萄品种中都广泛存在的一类病原体，从葡萄中已经鉴定出了80多种病毒，而它们对葡萄产生的影响及其之间复杂的多重相互作用关系目前還是未知的。

然而，近年来一些研究发现，植物与病毒的相互作用不仅仅局限于被病原体感染这样简单，而是可以从拮抗转变为对环境变化有利的反应，也就是说，病毒可以提高植物对逆境的抗性。

近日，Horticulture Research在线发表了意大利都灵大学Giovanna Gilardi等人题为Biological and molecular interplay between two viruses and powdery and downy mildews in two grapevine cultivars的研究论文。本研究选用葡萄的两个品种‘Nebbiolo和‘Chardonnay，在‘Nebbiolo的外植体中消除了葡萄扇叶病毒（GFLV）或茎痘相关病毒（GRSPaV），从而获得只感染这两种病毒之一的株系，并以此作为砧木，嫁接脱毒后的‘Nebbiolo或‘Chardonnay来感染病毒。人工接种霜霉病（DW）或白粉病（PM）的致病孢子，以此研究GRSPaV和GFLV在温室条件下对不同葡萄品种DM和PM发病率及严重程度的影响，以及这些相互作用诱导的分子修饰。

实验结果表明，与无病毒植株相比，感染GFLV的植株受白粉病和霜霉病引起的反应严重程度降低。GFLV可以诱导葡萄二苯乙烯合成酶基因、发病相关蛋白的过量表达，并影响碳水化合物代谢相关的基因，从而改变糖转运蛋白、液泡转化酶和蔗糖合成酶基因的表达。这些转录变化表明植物的先天免疫能力得到了改善，使得感染GFLV的葡萄抗性更强。

然而，这并不是一种通用的反应过程。在感染GRSPaV的葡萄中，霜霉病严重水平与CTR无显著差异，介于无病毒植株和感染GFLV的植株之间。这种耐受性的增加很可能是植物对病毒（如GFLV和GLRaV-319）反应的间接影响。此外，在这些多重相互作用中，葡萄的基因型似乎也起着至关重要的作用：在‘Nebbiolo这个品种中，病毒引起的分子变化不同于在‘Chardonnay中观察到的分子变化，这表明不同的代谢途径可能参与对真菌/卵菌病原体的保护。

这些结果表明葡萄和不同的病原体之间确实存在着复杂的相互作用。病毒激活了葡萄的免疫系统，提高对其它病原体的抵抗，这是对一个尚未被探索课题的首次研究。