植物菌質體（phytoplasma）能使植物「長生不老」的秘密

 

左為遭受植物菌質體感染的花。圖片來源：維基百科

植物菌質體（phytoplasma）是一種沒有細胞壁的生物，構造跟黴漿菌類似。植物菌質體通常藉由葉蟬、飛蝨等吸取篩管汁液的害蟲作為媒介來感染植物。感染後，植物便會出現光長葉子不長花的狀態，被稱為「僵屍植物」（zombie plants）。（如圖中的花）為什麼要光長葉子不開花，因為這些葉片就是讓植物菌質體寄生的地方。

到底為什麼植物菌質體有這樣的能力？最近發表在《細胞》期刊上的研究發現，SAP05蛋白可以「綁架」位於植物26S蛋白質體中的泛素受體（ubiquitin receptor）RPN10蛋白，造成與開花有關的基因SPL與GATA發育調節子（GATA developmental regulators）被分解掉，於是植物就不會進入生殖階段。

有趣的事情是，雖然動物也有RPN10蛋白，且與植物長得很像，但植物菌質體的SAP05並不會與昆蟲的RPN10蛋白結合。將RPN10蛋白的兩個胺基酸改變後，可使SAP05失去與RPN10結合的能力。

如果能將類似的RPN10蛋白的突變以基因編輯的方式引入作物，應該能做出可抵禦植物菌質體感染的作物，對提升作物產量會有幫助。

2015年曾有研究發現，在不同的植物中的植物菌質體，會以不同的機制來制止植物進入繁殖階段；本篇的發現又提供了另一個殊途同歸的機制。

參考文獻：

Weijie Huang, Allyson M. MacLean, Akiko Sugio, Abbas Maqbool, Marco Busscher, Shu-Ting Cho, Sophien Kamoun, Chih-Horng Kuo, Richard G.H. Immink, Saskia A. Hogenhout. Parasitic modulation of host development by ubiquitin-independent protein degradation. Cell, 2021; DOI: 10.1016/j.cell.2021.08.029