福建農林大學全職引進教授李毅團隊在國際頂級學術期刊《自然》發表重大研究成果

水稻是全球一半以上人口的主糧作物，其健康生長直接關系到糧食安全。然而，病毒病害是威脅水稻產量和質量的重要因素之一。科學家們長期以來致力于研究水稻如何抵御病毒侵襲，雖然在病毒鑒定、致病機理解析以及植物抗病毒機制等方面取得了諸多突破，但水稻等禾本科植物細胞如何識別病毒入侵并啟動免疫防御的分子機制仍然不清楚。

國家杰青獲得者李毅教授2023年8月全職引進到福建農林大學后，在前期帶領北京大學團隊長期研究的基礎上，聯合福建農林大學等多個實驗室，近日在國際頂級學術期刊Nature(《自然》)雜志上發表了題為“Perception of viral infections and initiation of antiviral defence in rice”（水稻感知病毒侵染并啟動抗病毒防御的機制）的研究論文，首次揭示了水稻如何感知病毒入侵并激活抗病毒免疫反應的核心機制。

研究發現，水稻體內存在一種名為RBRL（RING1-IBR-RING2類型的泛素連接酶）的蛋白，它不僅能夠識別水稻條紋病毒（RSV）的外殼蛋白（CP），還能夠識別水稻矮縮病毒（RDV）的外殼蛋白P2。這一發現表明，RBRL在水稻抗病毒免疫系統中充當“前哨”角色，能夠廣譜感知不同類型的病毒入侵。進一步研究顯示，RSV的外殼蛋白CP能夠誘導RBRL的表達增加，并激活其泛素連接酶活性。RBRL隨后介導茉莉酸信號通路抑制因子NINJA3（NOVEL INTERACTOR OF JAZ 3）的泛素化和降解，從而激活水稻的茉莉酸信號通路，增強植物的抗病毒能力。

李毅研究團隊結合多年研究成果，完整解析了水稻的抗病毒免疫機制，涵蓋從水稻細胞感知病毒，到茉莉酸信號通路（JA）抑制子降解，再到JA信號通路激活RNA沉默核心蛋白（AGO18）表達，最終通過AGO18介導的RNAi和活性氧（ROS）協同防御，實現廣譜抗病毒免疫。這一系統性研究為水稻抗病毒育種提供了多種可能的應用策略：1）利用RBRL廣譜識別特性開發抗病毒種質資源；2）通過精細調控JA信號通路提高基礎抗性；3）優化RNA干擾（RNAi）與ROS防御系統，實現更高效的病害防控。這些發現為作物抗病毒研究和育種提供了新的理論框架和技術路徑。

本研究不僅在基礎科學層面揭示了水稻抗病毒免疫的核心機制，還為抗病毒育種提供了切實可行的技術支持。通過優化RBRL蛋白功能、增強茉莉酸信號通路活性，以及強化RNA干擾（RNAi）與活性氧（ROS）協同防御能力，未來有望培育出更具抗病能力的水稻新品種，從而降低病毒病害帶來的農業損失，提高糧食生產穩定性。這一研究為全球水稻生產提供了新的抗病毒策略，助力可持續農業發展。

RBRL介導的抗病毒免疫反應啟動機制模型

值得一提的是，本研究得到了福建農林大學農林生物安全全國重點實驗室的重要合作支持。福建農林大學團隊在實驗技術、數據分析以及病害防控策略優化方面發揮了關鍵作用，與北京大學研究團隊緊密合作，共同推進水稻抗病毒防御研究。這一跨學科、跨機構的深度合作，不僅推動了基礎研究的突破，也為全球水稻抗病育種提供了新的思路和應用前景。

北京大學博士畢業生黃鈺、博士生楊稼琳和博士后孫僖為論文共同第一作者，福建農林大學植物保護學院陳長田、韓艷紅參加研究，李毅教授為通訊作者（福建農林大學為本文的通訊作者單位之一），原博士后、現中國農業大學副教授楊志蕊為共同通訊作者。本研究得到了國家重點研發計劃（2021YFA1300702）和國家自然科學基金重大項目（32090010）的資助。