水稻Argonaute在小RNA介导的抗病毒免疫反应中的功能研究

植物宿主激活RNA沉默机制调控抗病基因的表达和沉默病毒基因的表达来抵御病毒的侵染。小RNA及其效应蛋白AGO是RNA沉默机制的关键组分。水稻抗病毒RNA沉默机制中起作用的AGO还未被鉴定和研究。本项目以水稻条纹病毒（RSV）与其宿主水稻为研究模型，研究水稻AGO蛋白在抗病毒RNA沉默机制中的功能。首先找出感或抗RSV的水稻品种中受RSV侵染调控的AGO并从中选取研究对象，确定目标AGO在不同水稻品种与RSV互作中的生物学功能。进一步研究这些AGO在水稻侵染前后所结合的小RNA及所结合小RNA对靶标作用的方式，从AGO生化功能方面阐明它们在水稻和RSV互作中的分子机理。研究过程中也致力于克隆受RSV侵染调控的水稻内源小RNA。总的来说，本研究以受RSV侵染调控的AGO为着眼点，以AGO的生物学和生化功能为主线，阐明水稻抗病毒RNA沉默机理，具有重要的理论和实际意义。

小RNA介导的RNA沉默是一种重要的抗病毒免疫机制。小RNA及其效应蛋白AGO是RNA沉默途径的关键组分。小RNA介导的RNA沉默机制主要在两方面发挥抗病毒的作用。一方面通过内源的小RNA调控抗病基因的表达；另一方面通过病毒来源的小RNA来介导病毒基因沉默。小RNA介导的抗病毒RNA沉默机制在双子叶模式植物拟南芥中研究的比较清楚，但在单子叶植物中抗病毒的功能和作用机制还不清楚。本项目以单子叶模式植物水稻及水稻条纹叶枯病病毒（RSV）的互作为研究模型，鉴定单子叶植物水稻抗病毒RNA沉默机制中起作用的小RNA和AGO蛋白，并阐明其调控机制。研究发现水稻19个AGO蛋白中，AGO18的表达受病毒侵染强烈诱导。AGO18定位在内质网。敲除AGO18的水稻对病毒更敏感，表明AGO18在水稻抗病毒中起作用。研究还发现RSV的CP蛋白与AGO18互作，且共定位在内质网，提示RSV CP可能抑制AGO18介导的抗病毒功能。但AGO18介导的抗病毒及CP对AGO18介导的抗病毒的抑制的分子机制还有待进一步的研究。研究还发现水稻小RNA miR444，一个单子叶特异的miRNA，在抗病毒过程中起正调控作用。病毒的侵染诱导miR444的积累，过量表达miR444增强了水稻对病毒的抗性。进一步的研究发现miR444介导的抗病毒可能通过上调许多植物免疫相关基因的表达。但miR444如何调控免疫相关基因的表达从而调控抗病毒反应的分子机制还有待进一步的研究。综上所述，我们的研究表明AGO18和miR444介导的RNA沉默途径在单子叶植物水稻中发挥了重要的抗病毒功能。