植物學家有了一個引人入勝的發現:通常危害甘藍類植物(如花椰菜和花椰菜)的廣譜病毒,在宿主面臨小規模滅絕危機時,會轉化為有益病毒,幫助宿主生存。
干旱期間,研究人員發現蕪菁花葉病毒可以從“有毒”變成“益生菌”,改變宿主的生物鐘,幫助植物減少水分流失。
當野生植物擬南芥被病毒的一種特定變體感染時,研究人員發現被感染的植物在極度缺水下存活的可能性要高25%,
一切都取決于天氣,
綜合系統生物學研究中心(I2SysBio)首席病毒學家圣地亞哥埃琳娜菲托(Santiago Elena Fito)解釋說:“在正常情況下,病毒會入侵并最終殺死植物。然而,如果植物受到干旱的威脅,病毒就會轉而幫助宿主生存。”
為了了解其機制,研究人員用變異病毒感染了大量健康植物,然后給它們設置幾組控制條件:不澆水,正常澆水,高溫暴曬,或者陰涼潮濕,
結果表明,干旱條件激活了病毒的某些功能,改變了宿主基因的轉錄方式,從而幫助植物在干旱環境中生存,事實上,他們發現病毒改變了與植物晝夜節律相關的遺傳因素,
考慮到世界正在迅速變暖,干旱將成為許多地區的常態,上述發現可能成為救命稻草,
科學家認為,這不僅僅是病毒單向進化的結果,實際上,這應該是植物主動合作、共生進化的結果,
2008年,研究人員發現,幾種花葉病毒似乎可以提高植物對環境威脅的耐受性,并增強對抗氧化劑和水的保護。
作者寫道:“之前已經觀察到病毒賦予宿主抗旱能力,但據我們所知,這是首次探索非生物威脅如何塑造宿主與病毒之間的相互作用。”
這項研究表明,當面臨非生物威脅時,一些植物可以調節其代謝和基因表達,誘導突變,進而影響病毒感染的結果。
本質上,在干旱條件下,入侵植物的病毒已經學會此時不要讓事情變得更糟,
換句話說,這種類型的病毒可以改變擬南芥的耐旱性,提高宿主的存活概率,進而保證自身的存活,最后通過環境壓力的篩選,遺傳這種變異。
作者說,病毒誘導的抗旱機制可能不具有普適性,但如果能通過基因工程的手段直接賦予植物這種抗旱機制,無疑將是一項非常有價值的工作。
這項研究發表在PNAS,
https://www . science alert.com/scientists-discover-a-virus-傷害或保護植物-取決于天氣
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