近日，植物保护学院李向东/耿超团队在西瓜抗病基因鉴定方面取得新进展，相关结果发表在《Molecular Plant Pathology》。该研究鉴定到了能够抵御克服抗性病毒株系的新靶点，对指导培育兼抗多种病毒的西瓜品种具有重要作用。周令希博士为论文第一作者，李向东教授和耿超副教授同为通讯作者。
侵染西瓜等瓜类作物的病毒种类有很多，常见的属于马铃薯Y病毒属的病毒就有西瓜花叶病毒、番木瓜环斑病毒-西瓜株系、小西葫芦黄花叶病毒等。这些病毒发生广、危害重，严重影响瓜类产量和品质，在生产上造成重大经济损失。近日，植物保护学院李向东/耿超团队发现了抗瓜类病毒新靶点，为培育兼抗多种病毒的西瓜品种提供了重要支撑。
种植抗病品种是防治瓜类作物病毒病最经济有效的方法。育种中常用的是显性抗病基因，可通过杂交获得抗性材料，但生产中存在缺少抗源材料或者抗源材料不易被利用等问题。植物基因编码的蛋白会被病毒劫持用于自身的侵染，成为感病因子，有些品种相应蛋白的某个（些）氨基酸发生了突变，就不会被病毒利用，从而对病毒产生抗性，这种抗性被称为隐性抗性。近年来，随着基因编辑技术的快速发展和广泛应用，对植物隐性抗病基因的研究越来越受重视。
真核翻译起始因子4E（eIF4E）基因是防治马铃薯Y病毒属病毒研究中最受关注的一类隐性抗病基因。李向东/耿超团队前期研究发现，抗病西瓜品系PI 244019的eIF4E第71位氨基酸是甘氨酸（eIF4E-G71），感病品种的相同位置则为天冬氨酸（eIF4E-D71）。番木瓜环斑病毒-西瓜株系、西瓜花叶病毒和小西葫芦黄花叶病毒的致病因子——病毒基因组连接蛋白（VPg）都能与西瓜感病品种的eIF4E-D71互作，并劫持利用eIF4E-D71侵染感病西瓜品种，但却不能利用西瓜抗病品系中的eIF4E-G71；而过表达eIF4E-G71的西瓜感病品种可抵御上述三种病毒的侵染。试验还证实，烟草感病品种eIF4E相应位置的天冬氨酸突变成为甘氨酸后，也能产生对马铃薯Y病毒的抗性。
在本研究中，李向东/耿超团队发现，番木瓜环斑病毒-西瓜株系大多数分离物VPg第105位和第108位的氨基酸分别为赖氨酸和谷氨酸，但是个别分离物VPg第105位氨基酸是谷氨酰胺，或者第108位氨基酸是甘氨酸，它们不能与西瓜抗病品系的eIF4E-G71互作，但可以与西瓜抗病品系的另外一种真核翻译起始因子eIF(iso)4E互作。也就是说，这些分离物不能利用eIF4E-G71，转而劫持eIF(iso)4E，使其成为新感病因子，从而克服西瓜抗病品系的抗性。团队还发现，新感病因子eIF(iso)4E的四个氨基酸产生突变后，就不再与第105位氨基酸是谷氨酰胺，或者第108位氨基酸是甘氨酸的VPg互作，进而介导对番木瓜环斑病毒-西瓜株系所有已知分离物的抗性。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
