马铃薯Y病毒属病毒(Potyviruses)的柱状内含体蛋白(cylindrical inclusion, CI)具有RNA解旋酶活性且包含ATP结合位点,在病毒侵染过程中具有多种功能,是病毒复制复合体的一部分,可能通过结合RNA并解开RNA螺旋参与病毒基因组复制。CI也参与病毒在细胞间的运动,可能通过与外壳蛋白(Coat protein, CP)等病毒蛋白互作形成运动复合体结构经过胞间连丝运动到邻近细胞。这些过程可能都需要多种寄主因子的参与,然而,人们对参与马铃薯Y病毒属病毒复制和运动的寄主因子了解很少,也不清楚哪些寄主蛋白会影响CI的功能。目前报道的与CI互作的寄主因子仅有三个,一个是光合系统I蛋白K (photosystem I protein, PSI-K)会与李痘病毒(Plum pox virus, PPV)的CI蛋白互作,病毒在敲除PSI-K的拟南芥突变体中积累量显著升高；一个是依赖于双链RNA的蛋白激酶抑制子P58IPK与烟草脆裂病毒(Tobacco etch virus, TEV)的CI互作,病毒在P58沉默的本氏烟中或敲除p58的拟南芥中会导致植株死亡,说明P58IPK在病毒侵染过程中有重要的作用；另一个是eIF4E,它的抗性可以被CI和VPg共同克服。为了进一步研究CI蛋白在病毒侵染过程中的作用,本研究使用丙氨酸扫描诱变技术将带有绿色荧光蛋白标签的芜菁花叶病毒全长cDNA侵染性克隆上的CI序列进行突变,突变位置为相邻的或中间间隔一个其他氨基酸的极性氨基酸,共构建40个双氨基酸突变体。使用原生质体转染技术检测这些突变体对病毒基因组复制的影响,并将所有的突变体侵染性克隆接种本氏烟,观察它们的胞间运动和长距离运动的变化。选择其中三个运动缺陷型突变体,通过激光共聚焦显微镜研究它们是否会定位到胞间连丝以及与病毒CP蛋白的互作。试验结果表明,20个CI突变体的复制受到影响(5个不能复制,15个复制减少),1.个CI突变体相对野生型病毒复制量升高,其余19个突变体与野生型病毒复制水平相差不大。这些复制缺陷型突变体的突变位点主要在CI端的解螺旋和C端区域。15个在胞间运动过程中表现为运动缓慢或无法运动,其中10个突变体被限制在单个细胞中不能移动,5个突变位点位于CI N端100个氨基酸区域。大多数复制缺陷型或运动缺陷型病毒突变体也不能系统侵染植物。三个复制和运动缺陷型的CI突变体无法在胞间连丝上形成点状结构或与CP互作。使用酵母双杂交技术筛选拟南芥cDNA文库,发现9个寄主因子会与CI在酵母中相互作用,随后用双分子荧光互补技术(bimolecular fluorescence complementation assays, BIFC assays)在植物中验证其互作关系,其中5个寄主因子会与CI互作,包括TFL2、HCF173、IPCS2、UN-2和CYP79B2, TFL2与CI互作最强。有趣的是,CYP79B2仅仅在被TuMV侵染的植物中才会与CI互作,而其他四个基因可以单独与CI互作,也可以在TuMV侵染的条件下互作。用原生质体转染技术检测TFL2是否是TuMV复制必需的,结果发现TFL2会明显抑制病毒的复制。综上所述,TuMV的CI蛋白解螺旋区域和C端是病毒基因组复制不可缺少的部分,而N端是调控病毒胞间运动必需的。CI在复制和运动两部分的调控作用既是相关的也是相独立的,CI在胞间连丝上的定位以及与CP的互作关系都与病毒的细胞间运动有关。本研究发现了一个与CI互作的寄主因子TFL2并且证实了其在病毒复制中的负调控作用。