转芸薹黄化病毒基因组、P0和MP基因拟南芥的比较蛋白质组分析

【作者】 刘思源； 李源源； 陈相儒； 王颖； 李大伟； 于嘉林； 韩成贵；

【机构】 中国农业大学植物病理学系农业农村部作物有害生物监测与绿色防控重点实验室；

【摘要】 芸薹黄化病毒（Brassica yellows virus,BrYV）,是本实验室在十字花科植物上分离得到的马铃薯卷叶病毒属（Polerovirus）的一种新病毒,在我国广泛分布,主要侵染十字花科作物,能够引起黄化和卷叶,对作物产量品质下降造成了严重的影响。拟南芥作为模式植物研究具有生物学意义和参考价值,为了验证BrYV对十字花科作物的致病性,本实验室前期研究中将BrYV的全长cDNA整合进拟南芥Col-0生态型的基因组中,构建了携带BrYV全长cDNA的转基因拟南芥。通过观察发现转化BrYV全长cDNA的转基因拟南芥表现出一些与野生型拟南芥不同的发育表型,包括顶端优势缺失、矮化、果荚变短、掖生叶增多、种子萌发变缓和叶片变紫等症状。芸薹黄化病毒共编码7个ORFs。ORFO编码P0为基因沉默抑制子,前期研究表明,PO^Br蛋白具有局部抑制、系统抑制和致坏死能力,在前期研究中对PO^Br及其突变体基因的转化时采用了XVE诱导表达系统,最终成功获得了能够表达P0^Br且能够稳定遗传的转基因拟南芥。ORF4编码病毒的运动蛋白,是BrYV编码蛋白中导致植物叶片变紫的关键因子,因此前期也构建了能够表达MP^Br的双元载体,通过转化拟南芥获得了能够稳定遗传和表达MP^Br的转基因拟南芥。植物—病毒相互作用是一个复杂的病理生理过程,触发数百个基因的表达,从而积累了大量的蛋白质。蛋白质是生理功能的具体执行者,对蛋白质的研究将直接阐明发病的生理和病理条件下的变化机制。为了更深入地了解这种植物病毒所引起的病理变化,笔者使用ITRAQ标记技术对野生型拟南芥及转化BrYV全长cDNA、P0^Br、MP^Br的拟南芥进行了蛋白质组测序,结果表明,转BrYV全长拟南芥与野生型相比,共检测到348个显著差异蛋白,功能分析表明这些蛋白主要与类黄酮生物合成过程、含花青素的复合生物合成过程、多肽代谢等过程相关。P0^Br转基因拟南芥与野生型相比,共检测到450个显著差异蛋白,功能分析表明这些蛋白主要与色素生物合成,类黄酮生物合成,叶绿素生物合成,含卟啉的化合物的生物合成等过程相关。MP^Br转基因拟南芥与野生型相比,共检测到475个显著差异蛋白,功能分析表明这些蛋白主要与类黄酮生物合成、含花青素的复合生物合成代谢、多肽代谢、毒素分解等过程相关。本研究为深入研究BrYV在寄主上的致病机理提供蛋白质组学方面的信息。更多还原