Nature Communications [2023 IF14.7 ]寧波大學研究團隊使用植物原生質體制備及轉化試劑盒（目錄號：RTU4052）發(fā)表文章
m6A甲基轉移酶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的重要病原體，其低溫適應性（8°C最適繁殖溫度）使其在溫帶地區(qū)危害尤為嚴重。盡管已知植物通過轉錄后修飾（如m6A）和翻譯后修飾（如泛素化）參與免疫應答，但二者如何協(xié)同調控抗病毒機制仍是未解之謎。更關鍵的是，作物抗病性常伴隨產量損失，這種"抗病-產量"的權衡（trade-off）問題長期困擾育種實踐。
為破解這一難題，中國的研究團隊聚焦小麥m6A甲基轉移酶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。通過多組學分析和遺傳學實驗，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（促進病毒復制），但又能通過泛素化途徑降解病毒的關鍵毒力因子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：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)育負調控因子TaWPS1 mRNA，實現(xiàn)抗病性與產量性狀的協(xié)同提升。該突破性成果發(fā)表于《Nature Communications》。
研究采用的關鍵技術包括：BSMV介導的基因沉默、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）和過表達株系證實，TaHAKAI負調控WYMV感染。單倍型分析發(fā)現(xiàn)SNP118（Gly40Ser）是決定抗病性的關鍵位點，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結構域（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。在煙草中共表達實驗進一步驗證，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
文章中小麥原生質體的提取和轉化使用了RTU4052 植物原生質體制備及轉化試劑盒。