芜菁花叶病毒编码蛋白与拟南芥SWEET家族蛋白的互作研究

【作者】 王艳； 祝富祥； 孙颖； 潘洪玉； 李向东； 刘金亮；

【机构】 吉林大学植物科学学院； 山东农业大学植物保护学院；

【摘要】 芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus,TuMV)是马铃薯Y病毒科(Potyviridae)马铃薯Y病毒属(Potyvirus)的重要成员。该病毒具有广泛的寄主范围,可侵染至少156属的300多种植物,尤其对十字花科蔬菜造成严重威胁,同时也是传播最广、破坏性最强的侵染芸薹属植物的病毒,给农业生产带来巨大损失。研究TuMV病毒与寄主在蛋白水平上的互作,不仅能够深入了解病毒与寄主互作机理,而且深化对病毒致病机理与寄主抗病机制的了解,为抗病种质资源的选育提供理论依据。本研究利用TuMV JCR06分离物p3基因(GenBank登录号:KP1 65425)构建诱饵载体,通过酵母双杂交融合的方法,从拟南芥酵母双杂交cDNA文库中筛选到一个与P3蛋白互作的糖转运蛋白(AtSWEET1),并用共转化和双分子荧光互补(BiF℃)证据进一步验证P3蛋白与AtSWEET1蛋白互作。亚细胞定位分析结果显示P3与AtSWEET1蛋白均定位于本生烟表皮细胞的细胞膜上。为了明确P3蛋白与TuMV互作的重要氨基酸,进而解析P3蛋白在病毒与寄主互作中的作用机制。本研究分别针对位于P3蛋白的62、67、123、188、299、300位的6个氨基酸位点及终止PIPO基因表达的p3基因的555位碱基等7个氨基酸位点,构建诱饵载体突变体,结果显示,除299位氨基酸突变后不与拟南芥AtSWEET1蛋白互作外,其余6个位点突变后的P3蛋白均与AtSWEET1蛋白存在互作,推测P3蛋白299位氨基酸可能是参与病毒与寄主互作的关键氨基酸。为了验证P3蛋白是否与拟南芥中除AtSWEET1之外其他16个SWEET家族成员互作,通过酵母双杂交方法初步证明P3蛋白与拟南芥AtSWEET4、AtSWEET1 5蛋白之间存在互作。利用酵母双杂交和BiFC方法证明,在TuMV编码的蛋白中,除了P3蛋白,还有HC-Pro、VPg和NIa-Pro与AtSWEET1蛋白发生互作。本研究对分析TuMV病毒与寄主SWEET蛋白互作的分子机制和丰富对马铃薯Y病毒属病毒与寄主互作机理奠定了理论基础。更多还原