钾离子（K+）是植物必需的一种大量营养元素，对植物的生长发育起着至关重要的作用。同时，K+及其信号途径参与调控植物与病原物的互作过程。
近日，河南农业大学李洪连教授团队/张超教授课题组与福建农林大学吴祖建研究员团队联合在Plant Biotechnology Journal在线发表了题为“A viral protein competitively bound to rice CIPK23 inhibits potassium absorption and facilitates virus systemic infection in rice”的研究论文。该研究报道了水稻草状矮化病毒（rice grassy stunt virus，RGSV）P1蛋白抑制水稻K+吸收并促进病毒系统侵染的作用机理。
先前研究表明，水稻植株感染RGSV后，K+含量显著降低。但RGSV如何影响水稻对K+的吸收并不清楚。本研究发现，RGSV P1的转基因过表达水稻株系对低钾处理更为敏感；利用非损伤微测技术研究表明，RGSV P1的转基因过表达水稻根部的钾吸收能力显著降低（图1）。以上研究结果明确了RGSV P1是影响水稻吸收K+的重要因子。
图1RGSV P1转基因过表达水稻对缺钾敏感且根部钾吸收能力降低
进一步研究表明，P1蛋白能够与Shaker类型K+通道蛋白OsAKT1的上游调节因子OsCIPK23互作并将其招募到细胞核卡哈尔体（Cajal bodies，CBs），增强OsCIPK23与CB核心组分Coilin的结合，并促进它们通过这些CB结构运输。这一过程可能是RGSV系统侵染水稻的重要环节，但影响了OsCIPK23-OsAKT1在调控水稻对K+吸收中的功能，导致水稻对K+吸收受到抑制（图2）。该研究从植物营养角度解析了RGSV的致病机制，提出了水稻病毒致病过程的新见解，为开展水稻抗病毒分子育种提供了潜在靶标。
图2 RGSV P1抑制水稻钾吸收及促进病毒系统侵染的工作模式图
福建农林大学吴祖建研究员和河南农业大学张超教授为论文共同通讯作者。河南农业大学博士后敬新欣为论文第一作者，博士生王鹏岳（联合培养）为共同第一作者，博士生刘俭俭（联合培养）、硕士生向美蓉、青年教师王超楠博士、李彭拜博士等参与了该研究工作。河南农业大学粮食作物病虫害监测与防控创新团队负责人李洪连教授对本研究给予了重要指导和支持。该研究得到河南农业大学高层次人才-拔尖人才等项目的资助。
https://doi.org/10.1111/pbi.14350
