近日，中国农业科学院郑州果树研究所（以下简称郑果所）瓜果质量安全监测与控制技术团队在《植物细胞报告》（Plant Cell Reports）上发表研究论文。该研究揭示，在西瓜中响应小西葫芦黄花叶病毒（ZYMV）的关键基因PR1具有抗病毒功能。
接种ZYMV后，对照植株出现新叶（左下）畸形、老叶（右下）叶脉坏死等症状，而ClPR1过表达植株（上图）新老叶均表现为轻微花叶症状。受访者供图
小西葫芦黄花叶病毒是一种全球范围内广泛分布的正单链RNA病毒，可造成葫芦科作物严重减产。在病害防治中，抗病育种是最经济有效的方法。然而目前在葫芦科作物中仅鉴定到两个相关的隐性基因。
西瓜938-16-B是该团队前期筛选出的具有小西葫芦黄花叶病毒抗性的野生资源，病毒侵染该品种后，会触发植株过敏反应，进而抑制病毒的增殖。
为了深入探讨抗病机制，该团队通过转录组和蛋白组联合分析，鉴定出抗病关键基因PR1。研究发现，过表达ClPR1能够显著提高易感品种对小西葫芦黄花叶病毒的抗性。
PR1是植物受到病原体胁迫后产生的一种小分子蛋白。过去的研究已经证实了其对真菌、卵菌和细菌的抗性作用。对于病毒，在此之前尚无证据表明PR1具有抗病功能。
该研究证明在植物抗病毒过程中，PR1不仅仅只是抗病反应的标记基因，更重要的是它具有抗病毒功能，这一结果为未来抗病育种工作提供新的基因资源。
此外，研究采用团队自主研发的VIGS载体和过表达载体，克服了葫芦科作物遗传转化效率低的问题，成功实现了目标基因快速高效的系统沉默和超量表达，为葫芦科作物基因功能研究提供了强有力的技术支撑。
郑果所郝小苑、刘枫楠为论文共同第一作者，副研究员康保珊为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、国家西甜瓜产业技术体系、中国农科院创新工程等项目资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1007/s00299-024-03364-y
