Nature Communications [2023 IF14.7 ]寧波大學(xué)研究團(tuán)隊使用植物原生質(zhì)體制備及轉(zhuǎn)化試劑盒（目錄號：RTU4052）發(fā)表文章
m6A甲基轉(zhuǎn)移酶TaHAKAI通過泛素化降解病毒蛋白賦予小麥抗病毒免疫與產(chǎn)量平衡的分子機制
《Nature Communications》：An m6A methyltransferase confers host resistance by degrading viral proteins through ubiquitination、
土壤傳播的小麥黃花葉病毒（Wheat yellow mosaic virus, WYMV）是威脅全球小麥生產(chǎn)的重要病原體，其低溫適應(yīng)性（8°C最適繁殖溫度）使其在溫帶地區(qū)危害尤為嚴(yán)重。盡管已知植物通過轉(zhuǎn)錄后修飾（如m6A）和翻譯后修飾（如泛素化）參與免疫應(yīng)答，但二者如何協(xié)同調(diào)控抗病毒機制仍是未解之謎。更關(guān)鍵的是，作物抗病性常伴隨產(chǎn)量損失，這種"抗病-產(chǎn)量"的權(quán)衡（trade-off）問題長期困擾育種實踐。
為破解這一難題，中國的研究團(tuán)隊聚焦小麥m6A甲基轉(zhuǎn)移酶TaHAKAI——一個同時具備m6A"書寫器"（writer）和E3泛素連接酶雙重功能的特殊蛋白。通過多組學(xué)分析和遺傳學(xué)實驗，發(fā)現(xiàn)TaHAKAI在病毒侵染過程中扮演著"雙面角色"：它被WYMV"劫持"用于增加病毒RNA的m6A修飾（促進(jìn)病毒復(fù)制），但又能通過泛素化途徑降解病毒的關(guān)鍵毒力因子P2蛋白（激活宿主免疫）。這種看似矛盾的現(xiàn)象通過自然變異體TaHAKAIR（Ser40磷酸化）得到完美協(xié)調(diào)：磷酸化顯著增強其E3活性而不影響m6A功能，使小麥在維持病毒RNA修飾的同時高效清除P2蛋白。更有趣的是，TaHAKAIR還能通過m6A依賴的途徑降解穗發(fā)育負(fù)調(diào)控因子TaWPS1 mRNA，實現(xiàn)抗病性與產(chǎn)量性狀的協(xié)同提升。該突破性成果發(fā)表于《Nature Communications》。
研究采用的關(guān)鍵技術(shù)包括：BSMV介導(dǎo)的基因沉默、LC-MS/MS鑒定泛素化/磷酸化位點、體外泛素化活性檢測、m6A斑點雜交（dot blot）、熒光互補成像（LCI/BIFC）以及基于241個小麥品種的單倍型分析。
TaHAKAI是候選抗病基因
通過單染色體功能缺失突變體（tahakai）和過表達(dá)株系證實，TaHAKAI負(fù)調(diào)控WYMV感染。單倍型分析發(fā)現(xiàn)SNP118（Gly40Ser）是決定抗病性的關(guān)鍵位點，攜帶TaHAKAIR（Ser40）的小麥品種表現(xiàn)出更強抗性。
TaHAKAIR通過泛素化活性賦予抗性
系統(tǒng)發(fā)育分析揭示TaHAKAI在單/雙子葉植物中高度保守，其RING結(jié)構(gòu)域（C3-H4-C4型）具有典型E3泛素連接酶特征。體外實驗顯示TaHAKAIR能形成多聚泛素鏈，而RING域突變體（H111Y）喪失該活性。值得注意的是，盡管突變體喪失泛素化功能，仍能通過m6A修飾促進(jìn)病毒RNA積累，證實其雙重功能的獨立性。
TaHAKAIR通過26S蛋白酶體降解P2蛋白
LCI和微量熱泳動（MST）實驗證實TaHAKAIR與WYMV的P2蛋白直接互作（Kd=16.8 nM）。半體內(nèi)降解實驗顯示P2降解依賴ATP和26S蛋白酶體，MG132處理可阻斷該過程。在煙草中共表達(dá)實驗進(jìn)一步驗證，TaHAKAIR而非其突變體能顯著降低P2蛋白穩(wěn)定性。
文獻(xiàn)信息：
An m6A methyltransferase confers host resistance by degrading viral proteins through ubiquitination.
實驗材料：小麥
Author: Jun Guo, Tianye Zhang, Haoxin Xie, Haichao Hu, Chaonan Shi, Yingjie Zhao,Jingliang Yin, Gecheng Xu, Zechi Wu, Pengkun Wang, Jiaqian Liu, Peng Liu,Kaili Zhong, Feng Chen, Jianping Chen，Jian Yang
Journal: Nature Communications ，(2025) 16:4821
Institution：Ningbo University
Paper link： https://doi.org/10.1038/s41467-025-60199-1
文章中小麥原生質(zhì)體的提取和轉(zhuǎn)化使用了RTU4052 植物原生質(zhì)體制備及轉(zhuǎn)化試劑盒。