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動物的循環系統和植物的維管系統，是保障它們物質養分高效運輸和交換的重要通道，同時也是病毒系統性侵染的最為有效的路徑。為應對這種威脅，動植物均演化出了功能上高度相似的阻塞性防御機制。當病毒侵染時，動物的血液系統和植物的韌皮部篩管，均能形成有效的阻塞性物理屏障，從而限制病原通過循環系統快速擴散。然而，在與宿主的長期博弈中，部分病原體演化出劫持并利用宿主阻塞性防御系統的能力。自然界中大多數農作物病毒都依賴媒介昆蟲傳播，闡明媒介昆蟲幫助病毒突破植物維管系統所形成的阻塞性物理屏障的分子機制，是限制病毒系統性侵染農作物的關鍵所在。中國科學院動物研究所孫玉誠團隊，解析了蚜蟲唾液蛋白通過促進植物維管系統中阻塞性蛋白的聚集，從而促進蚜傳病毒系統性侵染的分子機制。研究表明，桃蚜在取食為害時，會大量分泌一種關鍵的唾液效應蛋白——葡萄糖脫氫酶（GLD）進入植物維管系統的韌皮部。通過氧化還原作用，在韌皮部篩管內形成氧化性的微環境，促進篩管阻塞蛋白（SEO）C-末端保守的半胱氨酸殘基之間形成分子間二硫鍵，并協同其N-末端的內在無序區驅動SEO蛋白，由分散狀態轉變為高度有序的聚合結構。這種由蚜蟲唾液效應蛋白誘導形成的SEO聚合體，能夠特異性地結合黃瓜花葉病毒（CMV）的外殼蛋白，形成共聚合體，幫助CMV病毒高效地穿越韌皮部篩板，從而實現病毒的系統性侵染。通過突變SEO蛋白的半胱氨酸（SEO4CS），證實該突變蛋白無法在氧化環境下有效聚合，從而喪失了與CMV病毒的結合能力，不利于病毒通過韌皮部篩管進行遠距離擴散。該研究首次證實了植物維管系統的阻塞性防御蛋白的聚合狀態，能夠被蚜蟲唾液蛋白所調控，揭示了蚜傳病毒通過“劫持”這些篩管阻塞蛋白，實現其高效擴散的新模式。相關成果為高效阻斷蚜傳病毒對農作物的系統性侵染，提供了重要的理論依據和分子靶標。相關研究成果發表在《科學進展》（Advanced Science）上。論文鏈接蚜蟲為害改變植物韌皮部篩管阻塞蛋白的聚集狀態，促進蚜傳病毒的系統性侵染。