【摘 要】
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马铃薯Y病毒（potato virus Y,PVY）是马铃薯Y病毒属（Potyvirus）的代表种,寄主范围广泛,基因组重组频繁。PVY可侵染马铃薯和烟草等作物,造成严重的经济损失。PVY的衣壳蛋白（coat protein,CP）是多功能蛋白,参与病毒粒子的组装、蚜虫传播、细胞间和长距离移动、基因组复制及症状形成等过程。保守氨基酸以及氨基酸的乙酰化修饰参与调控蛋白功能,但是CP保守氨基酸和乙酰化
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马铃薯Y病毒（potato virus Y,PVY）是马铃薯Y病毒属（Potyvirus）的代表种,寄主范围广泛,基因组重组频繁。PVY可侵染马铃薯和烟草等作物,造成严重的经济损失。PVY的衣壳蛋白（coat protein,CP）是多功能蛋白,参与病毒粒子的组装、蚜虫传播、细胞间和长距离移动、基因组复制及症状形成等过程。保守氨基酸以及氨基酸的乙酰化修饰参与调控蛋白功能,但是CP保守氨基酸和乙酰化修饰氨基酸在PVY引起的烟草叶脉坏死中的作用还不清楚。本研究发现马铃薯种薯中优势株系为重组型株系,且都能引起烟草叶脉坏死。坏死株系中CP保守的第6位天冬氨酸和第9位甘氨酸以及9个乙酰化修饰的赖氨酸在烟草叶脉坏死过程中起关键作用。主要结果如下:1.马铃薯种薯中检测到的7个PVY分离物均引起烟草叶脉坏死。利用PVY特异性抗体检测了7个马铃薯品种共362个种薯,发现不同品种种薯带毒率差异较大,最高达12%。RT-PCR扩增获得了7个PVY分离物编码区全序列,重组分析结果显示,7个分离物基因组均为重组型;系统发育分析结果显示,6个分离物为PVYN-Wi株系,1个分离物为PVYNTN-NW（SYR-II型）株系。7个分离物摩擦接种珊西烟均能引起叶脉坏死。2.CP保守氨基酸D~6和G~9的突变减弱了CP与HC-Pro的互作,影响PVY引起的烟草叶脉坏死症状。通过定点突变技术在p Cam PVYN605侵染性克隆上引入突变,将CP中保守氨基酸D~6和G~9分别突变为该位点在自然界中存在的天冬酰胺（N）和精氨酸（R）,获得p Cam PVY-CPD6N、p Cam PVY-CPG9R。通过农杆菌浸润接种珊西烟,接种后第10天,PVYN605和所有突变体均能系统侵染珊西烟,病毒积累量无显著差别,但是PVYN605引起珊西烟系统叶片叶脉坏死,而突变体PVY-CPD6N和PVY-CPG9R不引起珊西烟的叶脉坏死。利用萤火素酶互补实验（luciferase complementation assay,LCA）观察CP、CPD6N、CPG9R与HC-Pro的互作强度。结果显示,CPD6N与HC-Pro的荧光强度显著低于CP与HC-Pro,CPG9R与HC-Pro的荧光强度稍弱于CP与HC-Pro,表明D6N和G9R突变影响CP与HC-Pro的互作。这些结果表明D6N和G9R的突变减弱CP与HC-Pro的互作,影响PVY侵染珊西烟引起的叶脉坏死症状产生。3.CP乙酰化修饰氨基酸K16、K221、K265的突变影响了PVY的侵染。将PVY侵染的马铃薯进行乙酰化组学分析,鉴定到CP 9个发生乙酰化修饰的赖氨酸（K）。这9个K分别为位于CP N端的K12、K13、K16、K28、K32,中心区域的K177、K221、K226和位于C端的K265。将这些K分别突变为谷氨酰胺（Q）模拟乙酰化修饰和突变为精氨酸（R）模拟去乙酰化修饰。将PVYN605和18个突变体接种珊西烟10天后发现,除K221位点发生回复突变外,PVYN605和所有突变体均能系统侵染珊西烟,病毒积累量无显著差别。PVYN605引起珊西烟叶脉坏死,突变体中只有将K16和K265突变为模拟去乙酰化修饰的R时,病毒突变体不引起珊西烟的叶脉坏死。K221位点的模拟乙酰化突变和模拟去乙酰化突变都会影响PVY的复制和移动,但K221位点的突变不稳定,会回复为野生型。综上所述,PVY坏死株系已经成为马铃薯种薯中的优势株系,CP保守氨基酸D~6和G~9以及乙酰化修饰氨基酸K16和K265参与PVY引起的珊西烟叶脉坏死症状的形成,乙酰化修饰氨基酸K221影响PVY的侵染。
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