异源表达核糖体失活蛋白(α-MC)亚细胞定位及对TMV抑制作用的初步研究

【作者】 魏周玲； 刘燕； 许博文； 匡传富； 吴根土； 青玲； 陈德鑫； 孙现超；

【机构】 西南大学植物保护学院； 湖南省烟草公司郴州市公司； 中国农业科学院烟草研究所；

【摘要】 核糖体失活蛋白(ribosome-inactivating protein,RIP)是一类在植物中广泛存在的毒蛋白,通过对核糖体大亚基RNA的3′端茎环结构中一个高度保守的核苷酸区域的作用,破坏核糖体大亚基RNA的结构,使核糖体失活。研究表明,RIP具有多种酶活性,且抗肿瘤、广谱性抗病毒,以及对真菌和昆虫也有抗性。如美洲商陆抗病毒蛋白(pokeweed antiviral proteins,PAPs)对多种植物病毒和动物病毒表现出很强的抗病毒活性,目前认为PAP是一种广谱性的抗植物病毒蛋白;也有报道称苦瓜中的核糖体失活蛋白α苦瓜素,从苦瓜种子提纯后预处理植物,能使病毒的积累量减少。但对于异源表达的α-MC(Alpha-momorcharin)在烟草中的亚细胞定位以及对植物病毒的抑制作用均没有报道。本项研究从苦瓜和商陆春叶中获得目的基因α-MC、PAP,测序比对正确后构建到pCV-mGFP-C1植物表达载体,接种本氏烟,72h后在倒置荧光显微镜下观察亚细胞定位情况,发现α-MC和PAP均定位在细胞质膜上,且异源表达α-MC的烟草细胞比异源表达PAP的更完整,这可能与PAP在发挥抗病毒过程中对寄主植物存在一定的毒性有关。为进一步研究异源表达的核糖体失活蛋白对植物病毒的影响,用Westernblot验证了蛋白的表达。在接种核糖体失活蛋白的本氏烟上注射TMV-GFP,与空白对照相比,注射TMV-GFP后48h,对照组出现绿色荧光并开始扩散,而处理组没有出现荧光;注射TMV-GFP后96h,对照组绿色荧光已扩散到整株至心叶,而处理组的注射部位才出现零星的荧光,间接ELISA实验结果与上述结论相一致。目前,实验结果表明异源表达α-MC对TMV具有显著的抑制作用,且对植物细胞的毒性较小。异源表达α-MC对植物病毒的抗性作用是否会诱导植物中防卫相关基因的表达,从而引起更强的防御反应,其作用机理还在进一步研究中。更多还原