Scavenging H2O2 of plant host by saliva catalase of leafhopper vector benefits viral transmission

IF 8.3 1区生物学 Q1 PLANT SCIENCES New Phytologist Pub Date : 2024-07-29 DOI:10.1111/nph.19988

Hongxiang Zhang, Yunhua Chi, Siyu Chen, Xinwei Lv, Dongsheng Jia, Qian Chen, Taiyun Wei

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叶蝉载体唾液过氧化氢酶清除植物宿主体内的 H2O2 有利于病毒传播。

过氧化氢酶（CAT）是植物和昆虫体内主要的活性氧（ROS）清除酶。然而，昆虫唾液中的过氧化氢酶（CAT）是否以及如何抑制 ROS 介导的植物防御，从而促进病毒通过昆虫载体的初次传播，至今仍是个谜。在此，我们研究了叶蝉Recilia dorsalis过氧化氢酶（RdCAT）如何从昆虫唾液腺分泌到水稻韧皮部，以及它如何被水稻伴侣蛋白NO CATALASE ACTIVITY1（OsNCA1）感知，从而在昆虫向植物传播病毒的过程中清除过量的H2O2。我们发现，在叶蝉取食水稻植株时，OsNCA1 与 RdCAT 的相互作用激活了其分解 H2O2 的酶活性。然而，最初的昆虫取食并没有明显改变水稻 CATs 的转录本。在转基因品系中敲除 OsNCA1 会降低叶蝉取食激活的 CAT 活性，并导致更高的 H2O2 积累。一种毁灭性的水稻再病毒激活了 RdCAT 的表达，并促进病毒和 RdCAT 共同分泌到叶蝉的唾液腔，最终进入韧皮部。病毒介导的 RdCAT 分泌增加抑制了过量的 H2O2，从而促进了寄主对昆虫载体的吸引力和病毒的初始传播。我们的研究结果让我们深入了解了昆虫唾液中的 CAT 是如何分泌并被植物伴侣素感知，从而抑制昆虫取食过程中的早期 H2O2 爆发，进而促进病毒传播的。

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New Phytologist 生物-植物科学

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期刊介绍： New Phytologist is an international electronic journal published 24 times a year. It is owned by the New Phytologist Foundation, a non-profit-making charitable organization dedicated to promoting plant science. The journal publishes excellent, novel, rigorous, and timely research and scholarship in plant science and its applications. The articles cover topics in five sections: Physiology & Development, Environment, Interaction, Evolution, and Transformative Plant Biotechnology. These sections encompass intracellular processes, global environmental change, and encourage cross-disciplinary approaches. The journal recognizes the use of techniques from molecular and cell biology, functional genomics, modeling, and system-based approaches in plant science. Abstracting and Indexing Information for New Phytologist includes Academic Search, AgBiotech News & Information, Agroforestry Abstracts, Biochemistry & Biophysics Citation Index, Botanical Pesticides, CAB Abstracts®, Environment Index, Global Health, and Plant Breeding Abstracts, and others.