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烟草花叶病毒(Tobacco Mosaic Virus,TMV)作为专性的胞内寄生物,与寄主细胞环境关系非常密切并完全依赖寄主细胞环境,这种依赖性需要病毒蛋白和核酸能够转换寄主因子的正常功能[1]。这使得病毒病的防治极为艰难。长期以来,研究人员在生物源制剂、化学制剂以及利用基因工程等方面来防治烟草花叶病毒有了许多研究,但是依然没有取得大的进展。因此深入研究TMV侵染寄主免疫的分子基础,有利于研究对TMV的防治。本研究采用iTRAQ技术检测了病毒侵染烟草不同时间段蛋白质组的变化,分析了响应TMV侵染的代谢途径变化并且筛选出关键蛋白;以此为检测靶标,结合抗性基因的表达和产生的病斑数目,检测我们复配的TMV防治剂的效果。实验结果如下:1、对烟草品种K326接种TMV后,采用iTRAQ技术检测了不同时间段蛋白质组表达谱的变化,结果显示12h vs CK中有144个差异表达蛋白质,其中90个上调表达,54个下调表达;24hvsCK有163个差异蛋白,其中90个上调表达,73个下调表达;36hvsCK有178个差异蛋白,其中97个上调表达,81个下调表达。对三组差异表达蛋白进行GO功能注释:结果显示这些差异蛋白质主要反映在“电子载体活性”,“催化活性”,“转运调控”功能领域;生物途径的差异变化主要反映在“代谢过程”,“细胞过程”,“生物调节过程”。2、以整个蛋白质组为背景,P≦0.05为限制条件,对差异蛋白质进行KEGG富集分析,结果显示:接种TMV 12h诱导的差异蛋白分别聚集在“Biosynthesis of secondary metabolites”,“Terpenoid backbone biosynthesis和“Photosynthesis”等途径;接种TMV 24h诱导的差异蛋白主要聚集“在Starch and sucrose metabolism”,“Terpenoid backbone biosynthesis”和“Photosynthesis”等途径;接种TMV 36h诱导的差异蛋白主要聚集在“Protein export”,“Photosynthesis”和“Porphyrin and chlorophyll metabolism”等途径;表明TMV在侵染烟株的36h内,其对光合系统的影响是非常显著的。对这三个时间段TMV诱导的特异蛋白质进行交联分析,结果显示这三个时间段表达的差异蛋白大部分都分别富集在“RNA degradation”,“Porphyrin and chlorophyll metabolism”以及“Photosynthesis”,进一步表明TMV侵染对光合系统的影响。3、接种TMV后,光合途径中上调的蛋白质数目逐渐增加,下调蛋白的数目逐渐减少;而卟啉代谢与叶绿素代谢途径中上调蛋白数目减少,下调蛋白逐渐增多。说明TMV在侵染烟株的过程中,烟株体内的蛋白质出现代偿性表达。通过提高卟啉代谢与叶绿素代谢中一些蛋白的表达水平,代偿性弥补光合系统的减弱,以最大限度维持植物生存的需要。4、通过不同方式给烟株喷施制剂A和制剂B,结果显示:在烟株感染TMV前,施用制剂B,能够提高烟株卟啉代谢与叶绿素代谢途径中关键基因和抗病基因的表达水平以及防御酶活性,增强烟株对TMV的抵抗能力;同时,降低TMV对光合系统的破坏;半叶法检测TMV侵染后烟叶的发病表型,也呈现出制剂B对防治烟草花叶病具有显著效果。