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黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)属于植物帚状病毒科(Virgaviridae)烟草花叶病毒属(Tobamovirus),主要侵染葫芦科作物。近年来在我国多次爆发,给西瓜生产带来巨大经济损失。目前,在西瓜中尚无抵御该病毒的抗病品种和高效的田间病害防治办法。6-甲基腺嘌呤(m~6A)修饰作为RNA甲基化修饰手段之一,在动植物抵御病毒入侵过程中发挥重要作用。本研究前期利用感染CGMMV的西瓜材料构建了酵母c DNA文库,通过酵母双杂交筛选得到了一个与CGMMV运动蛋白(MP)互作的西瓜蛋白。进一步分析发现,它是一个m~6A甲基转移酶METTL14/MTB同源蛋白(命名为ClMTB),含有m~6A甲基转移酶特有的MT-A70结构域,q RT-PCR显示其在CGMMV侵染过程中ClMTB基因被抑制表达。基于此,我们推测ClMTB基因在西瓜抵御CGMMV侵染中可能发挥重要调控作用。本研究以CGMMV-本氏烟互作的病害系统为研究对象,开展以下四方面的工作:(1)利用分子和生化手段,通过酵母双杂交及Bi FC等手段对CGMMV运动蛋白MP与西瓜ClMTB蛋白进行互作验证;(2)利用生物信息学方法,从蛋白结构、基因结构、保守基序、进化分析以及时空表达模式等方面,对西瓜甲基转移酶基因ClMTB进行鉴定;(3)通过构建ClMTB过量和敲除表达转基因材料,对接种CGMMV后的转基因材料进行抗病接种鉴定分析及抗逆分析,比较ClMTB基因表达变化对植株受到CGMMV侵染后的影响及对干旱胁迫的响应;(4)对接种CGMMV后的过表达材料进行转录组测序,分析CGMMV侵染所诱导的病毒和西瓜m~6A异常修饰的靶基因,进而明确ClMTB-MP互作所介导的m~6A修饰在CGMMV侵染中的作用机制。主要研究结果如下:1)成功构建ClMTB和MP的酵母双杂交及Bi FC载体;对ClMTB和MP蛋白分别进行了自激活检测和毒性检测;毒性检测试验表明二者均无毒性,自激活试验表明MP蛋白无自激活能力,而ClMTB蛋白具有自激活能力;最后利用酵母双杂交技术对运动蛋白MP和ClMTB蛋白进行点对点验证,初步验证结果表明,运动蛋白MP和ClMTB蛋白之间存在互作。2)通过对ClMTB基因的鉴定、进化及蛋白结构分析发现,该基因含有5个内含子结构,并在其C末端包含一个保守的MT-A70结构域。多序列比对和遗传进化分析发现MT-A70结构域在这些物种中相当保守;这些物种中的MT-A70蛋白可分为3个亚族。对西瓜根、茎、叶、雄花、雌花和果实中的总RNA进行提取,对其时空表达模式进行分析,结果发现ClMTB的表达较为普遍,表达量最高的部位是雌花,其次是叶片,最低的部位根和果实。3)成功构建了ClMTB过表达和CRISPR/Cas9敲除表达载体,并分别做了烟草和西瓜的遗传转化,获得了转基因烟草株系和西瓜芽系,目前转基因烟草株系已收到T1代种子,这为后期的表型观察等相关试验奠定了坚实的基础。4)对接种后的烟草过表达材料进行转录组测序。结果发现在CGMMV侵染后共有840个差异表达基因,它们主要富集在核糖体、光合作用、植物激素以及植物与病原体互作等信号通路;而OE-ClMTB受到CGMMV侵染后,546个基因的表达发生了显著性变化,其中上调426个,下调120个;在WT和OE-ClMTB受到CGMMV侵染后,某些KEGG富集的信号途径有所不同,这很可能是造成他们对CGMMV抗病性差异的主要原因。与WT相比,OE-ClMTB植株在CGMMV侵染后,表达受到影响的基因在光合作用、核糖体、激素信号传导、自噬、病原菌互作等信号途径的数目都有所降低,得知,过表达ClMTB基因导致响应CGMMV侵染的抗病基因的数目显著降低。综上,本研究通过对黄瓜绿斑驳花叶病毒(CGMMV)运动蛋白互作的西瓜ClMTB蛋白功能及调控机制的研究,选择过表达烟草材料进行功能验证,初步验证了西瓜ClMTB蛋白的功能,且试验结果表明,ClMTB负调控烟草CGMMV的抗性。