在农田中，病毒与作物的博弈从未停止。相比依赖自身蛋白“单打独斗”，病毒往往更擅长利用宿主已有的分子机制，为自身复制服务。围绕这一过程，解析关键宿主因子及其分子机制，对于理解植物抗病毒过程以及指导作物改良具有重要意义。
中国小麦花叶病毒（CWMV）是危害我国小麦生产的重要土传病毒之一，长期威胁粮食安全。如何在提高抗病性的同时兼顾产量，是小麦遗传改良中的关键科学问题。近年来，RNA化学修饰在基因表达调控中的作用日益受到关注，其中5-甲基胞嘧啶（m⁵C）作为重要的RNA修饰形式，已被证实参与多种生物学过程。然而，m⁵C修饰在植物抗病毒过程中的具体作用仍知之甚少。
近日，宁波大学陈剑平院士、羊健教授团队在 Science Advances 发表题为“Enhancing plant antiviral responses and productivity through the elimination of m5C methyltransferase”的研究论文。该研究系统解析了RNA甲基转移酶TaNSUN2在病毒侵染过程中的作用及其分子机制。
研究表明，TaNSUN2是小麦中具有m⁵C甲基转移酶活性的关键因子，在病毒侵染过程中被宿主翻译延伸因子TaeEF1A招募至病毒复制复合体，对病毒RNA进行m⁵C修饰，维持其稳定性和翻译效率，并增强其与关键蛋白的相互作用，从而促进病毒复制与积累。遗传学分析显示，过表达TaNSUN2促进病毒侵染，敲除抑制病毒积累并减轻症状，该效应依赖其m⁵C甲基转移酶活性。TaNSUN2同时影响产量性状，在病毒胁迫条件下，敲除材料表现出更高的千粒重和产量。天然等位变异分析表明，抗病型等位基因因无法与TaeEF1A互作而不能进入病毒复制复合体，进而阻断病毒RNA的m⁵C修饰并增强抗性。
综上，该研究揭示病毒通过劫持宿主RNA修饰系统促进自身复制的分子机制，明确TaNSUN2在小麦抗病毒与产量调控中的双重作用，并为抗病毒育种提供了新的靶点。由此可见，病毒并非单纯入侵者，而是善于“借刀杀人”的策略家，通过“借力打力”的方式利用宿主RNA修饰体系，反映了植物与病毒长期共进化中的分子博弈关系。
本研究由农产品质量安全全国重点实验室（宁波大学）姜瑶瑶博士后与刘芃副研究员为共同第一作者，陈剑平院士、羊健教授及河南农业大学陈锋教授担任共同通讯作者。农产品质量安全全国重点实验室（宁波大学）李苹研究员与美国伊利诺伊大学周序国教授对本研究给予了重要指导，雍斌博士后参与了相关研究工作。中国科学院微生物研究所郭慧珊研究员与赵建华研究员在RNA结构分析实验中提供了技术支持。本研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省高层次人才项目、国家现代农业产业技术体系以及宁波市科技创新重大项目等资助。
