马铃薯Y病毒P3蛋白在侵染辣椒过程中的作用

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马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)危害马铃薯、烟草等重要作物,造成严重的经济损失。我国PVY株系组成发生明显变化,以PVYNTN-NW-SYRI和PVYNTN-NW-SYRII等为代表的重组型株系成为优势株系,但重组型分离物与非重组型分离物致病力的差异还不清楚。本研究分析了PVYN株系分离物PVYN605和PVYNTN-NWSYRI株系贵州烟草分离物(PVYSYRI-GZ)在本氏烟、珊西烟和辣椒上的致病力差异,解析了PVYSYRI-GZ侵染辣椒后引起的寄主基因表达水平变化,鉴定了PVYSYRI-GZ侵染辣椒的关键区域,明确了关键区域P3N互作蛋白复合体中寄主蛋白。具体结果如下:(1)分析了PVYN605和PVYSYRI-GZ在本氏烟、珊西烟和辣椒上的致病力差异。结果发现,PVYN605在本氏烟和珊西烟中病毒RNA和CP积累水平明显高于PVYSYRI-GZ。同时PVYN605在接种叶片中的细胞间移动速度比PVYSYRI-GZ快。PVYN605不能侵染辣椒品种特大牛角王,而PVYSYRI-GZ可以侵染辣椒品种特大牛角王。利用高通量测序分析了PVYSYRI-GZ侵染辣椒后转录组水平变化。(2)鉴定了PVYSYRI-GZ侵染辣椒的关键区域。通过对比PVYN605、PVYSYRI-GZ和嵌合体PVY-NONN基因组结构及其在辣椒上的侵染性构建不同嵌合体。结果发现含有O型2480-2918 nt(P3N端编码区域)的嵌合体GZ2480-3504、GZ2480-3660、GZ2480-5562、GZ2480-2918均可侵染辣椒,而含有N型2480-2918 nt(P3N端编码区域)的嵌合体GZ3505-5853与PVYN605均不能侵染辣椒,表明基因组2480-2918 nt(P3N端编码区域)是决定PVYSYRI-GZ能够侵染辣椒的关键区域。(3)P3编码序列中2919-3504 nt区域与PVY在本氏烟和珊西烟中移动速度的有关。通过分析不同嵌合体在本氏烟和珊西烟的侵染动态发现,嵌合体GZ2480-2918移动速度快于嵌合体GZ2480-3504、GZ2480-3660、GZ2480-5562。含有N型P3编码序列2919-3504 nt区域的嵌合体系统移动速度快于含有O型P3对应区域的嵌合体,说明PVY基因组中P3编码序列2919-3504 nt区域是影响PVY在本氏烟和珊西烟中移动速度的关键区域。(4)获得了PVYSYRI-GZ P3N互作的寄主蛋白。通过免疫共沉淀方法筛选到了与P3N互作的寄主蛋白。利用质谱法在P3N蛋白互作复合体中共鉴定到117个寄主蛋白。通过病毒诱导的基因沉默和瞬时过表达的方法分析了寄主基因psb S2、PSAH和PMA2对PVYSYRI-GZ侵染的影响。结果发现,沉默psb S2、PSAH或PMA2均能够促进PVYSYRI-GZ在本氏烟和辣椒品种特大牛角王中的积累。在本氏烟叶片中过表达psb S2、PSAH或PMA2能够显著抑制PVYSYRI-GZ的积累。表明psb S2、PSAH和PMA2均参与PVYSYRI-GZ在本氏烟和辣椒中的侵染。
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