一种天然存在的Begomovirus solanumkarnatakaense分离株的分子特征研究：该病毒会破坏番茄植株中由Ty-3蛋白介导的抗性机制，从而在高温条件下加剧病害的发生

《BMC Plant Biology》：Molecular characterization of a naturally occurring isolate of Begomovirus solanumkarnatakaense causing breakdown of Ty-3-mediated resistance in tomato plants with increased disease severity under elevated temperature

　　

摘要

背景

由快速进化的番茄花叶病毒引起的番茄叶卷曲病对全球番茄生产构成了重大威胁。尽管像和这样的抗性基因有效控制了番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）等主要病毒，但不断出现的新病毒变种持续挑战着这种控制措施。

结果

在这项研究中，我们从携带基因的病株中鉴定并表征了一种能够突破抗性的番茄叶卷曲卡纳塔克病毒（ToLCKV，MZ578458，属：Begomovirussolanumkarnatakaense）分离株。该病毒的分离株的农杆菌感染构建体能够克服番茄品种中的纯合抗性，而这些番茄品种在接种另一种主要番茄花叶病毒——新德里番茄叶卷曲病毒（ToLCNDV）的农杆菌感染构建体时表现出抗性。与其他ToLCKV分离株相比，该分离株在ORF C1、C2的5′区域以及基因间区域存在关键基因变异，同时其RNA沉默抑制因子和其他与致病性相关的基因也显示出适应性进化的迹象。宿主范围试验证实了该病毒在茄科植物中的系统感染性，并在多种葫芦科植物中实现了无症状复制。与常温（25°C）相比，高温（35°C）显著增强了病毒积累并加速了症状发展，无论是在易感品种（Pusa Ruby）还是基于抗性的品种（Kashi Adarsh、Kashi Aman）中都是如此。值得注意的是，症状进展与病毒滴度之间没有直接相关性，这表明在热胁迫下抗性的丧失涉及复杂的宿主-病毒相互作用，而不仅仅是病毒载量的问题。

结论

据我们所知，这是首次报道番茄花叶病毒突破介导的抗性的案例，并且有证据表明高温会在受控环境条件下加剧这种抗性的丧失。我们的研究结果突显了病毒进化和气候变化的协同威胁，强调了未来需要开展关于温度介导的抗性失效分子机制的研究，以指导耐气候番茄品种的培育。