玉米粗缩病由水稻黑条矮缩病毒（RBSDV）引起，主要通过灰飞虱传播，可导致植株严重矮化、节间缩短、果穗和雄穗畸形，被称为玉米“癌症”。蓝光不仅是植物光合作用的重要能量来源，更是调控生长发育和逆境响应的重要环境信号。然而，蓝光及其受体是否参与植物抗病毒免疫，此前尚无研究报道。
近日，中国农业科学院作物科学研究所玉米遗传改良与新品种选育创新团队在Advanced Science上发表了题为Blue Light Receptor PHR2-Mediated Spectrum Antiviral Immunity的研究论文，克隆了玉米抗水稻黑条矮缩病毒（RBSDV）的关键因子-蓝光受体ZmPHR2，并揭示了“蓝光-ZmPHR2-ZmISP-活性氧”抗病毒分子模块。
研究团队发现，蓝光能抑制RBSDV复制，进一步鉴定分析表明蓝光受体ZmPHR2是介导蓝光抗病毒的关键因子。ZmPHR2与叶绿体细胞色素b6/f复合体铁硫亚基ZmISP互作，二者在叶绿体中形成复合体，促进活性氧爆发，从而抑制病毒。RBSDV病毒进化出反制策略：其编码的P6蛋白能与ZmPHR2互作，并把ZmPHR2-ZmISP复合体从叶绿体重新定位到细胞质，进而抑制活性氧积累。蓝光下，ZmPHR2蛋白积累增加并抵消P6抑制作用，恢复活性氧爆发。研究发现，“P6-PHR2-ISP”调控模块在水稻中同样存在，表明该机制在禾本科作物中具有保守性。该研究阐明了蓝光及蓝光受体调控对水稻黑条矮缩病毒抗性的分子机制，为作物抗病分子育种提供了理论支撑。
作科所硕士研究生陈润仪（现为东北农业大学博士研究生）、博士后邰宇新为论文共同第一作者，李新海研究员、翁建峰研究员和许振南副研究员为论文共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家玉米产业技术体系、内蒙古生物育种技术创新中心、中国农业科学院基本科研业务费专项等项目资助。
文章链接：
http://doi.org/10.1002/advs.78050
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