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马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)属于马铃薯Y病毒属(Potyvirus),是世界上分布最广、危害最严重的植物病毒之一。能够侵染烟草、马铃薯等多种重要经济作物,给农业生产造成极为惨重的损失。根据PVY分离物与不同抗性基因的识别关系及在寄主上的症状,可将其分为PVYO、PVYN、PVYC等多个株系,其中PVYN株系包括PVYN-Wi、PVYNTN和PVYNW-NTN等重组型亚组,是目前危害烟草和马铃薯最严重的类群。这些PVYN分离物都含有相似的辅助成分蛋白酶(Helper component proteinase,HCpro)。本研究比对了26种马铃薯Y病毒属病毒的HCpro序列,发现在中间区域存在一个保守基序WGxRE(G),在PVYN605侵染性克隆基础上,通过突变基序中的保守位点分析HCpro在RNA沉默抑制、症状形成等过程中的作用。结果如下:(1)获得PVY衣壳蛋白(Coat protein,CP)特异性多克隆抗体。将原核表达的PVY CP纯化后免疫新西兰大白兔,获得了PVY CP抗血清。经ELISA检测表明,获得的PVY CP抗血清效价为1:16 384。该抗血清与原核表达PVY CP蛋白以及PVY侵染的烟草具有特异性反应;与健康烟草或感染马铃薯X病毒的烟草叶片样品均无反应。以上结果表明本研究制备的抗血清具有较高的灵敏性和特异性。(2)WGxRE(G)保守基序参与HCpro抑制RNA沉默功能。将PVYN605 HCpro编码基因克隆到瞬时表达载体pCa-35S;通过点突变技术分别将HCpro WGx RE保守基序中W207和E211位点突变为A,获得HCproW207A和HCproE211A突变体。利用RNA沉默试验体系分析PVY HCpro及其突变体抑制RNA沉默能力的变化。研究发现,与野生型HCpro相比,HCproW207A抑制RNA沉默能力增强,HCproE211A抑制RNA沉默能力减弱。(3)WGxRE(G)保守基序参与PVY在烟草上坏死症状形成。在PVYN605侵染性克隆的基础上,将WGxRE基序中所有位点及上游L206分别突变为A,获得六种突变体。通过农杆菌浸润方法将PVYN605侵染性克隆及突变体接种到35周的三生烟。研究发现四个保守位点突变及L206A突变体均丧失三生烟上引起坏死的能力,同时在三生烟中病毒积累水平降低。(4)筛选并鉴定了PVY HCpro蛋白复合体中的互作蛋白。通过同源重组方法将StrepⅢ标签融合到PVYN605侵染性克隆及突变体E211A HCpro蛋白的N端,经测序验证后,利用农杆菌浸润方法接种46周珊西烟和本氏烟。提取系统发病叶片总蛋白,利用免疫共沉淀(Co-IP)获得与HCpro互作的蛋白复合体,质谱分析蛋白复合体中的蛋白种类。比较PVYN605和突变体E211A HCpro的差异蛋白发现,AGO4-2、翻译控制肿瘤蛋白(TCTP)、RAN GTP酶激活蛋白1、GTP结合蛋白At2g22870、胞质甘油醛-3-磷酸脱氢酶2等仅存在于野生型HCpro蛋白复合体中。(5)HCpro蛋白复合体中寄主NtTCTP基因参与PVY在普通烟上坏死症状形成。将PVYN605分别接种到过表达或沉默NtTCTP的转基因珊西烟后发现,PVYN605能够在过表达NtTCTP的珊西烟上引起坏死症状,而不能够在沉默NtTCTP的珊西烟上引起坏死症状。