番茄环纹斑点病毒编码的N、NSm、NSs蛋白质之间互作关系研究

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番茄环纹斑点病毒(Tomato zonate spot virus,TZSV)是在云南省发现的布尼亚病毒目(Bunyavirales)番茄斑萎病毒科(Tospoviridae)正番茄斑萎病毒属(Orthotospovirus)的优势种,该病毒侵染危害烟草(Nicotiana tabacum)、番茄(Lycopersicon esculentum)、辣椒(Capsicum annuum)和花卉等重要经济作物,近年来有向云南周边地区扩散蔓延的趋势。TZSV基因组由三个单链RNA组成,即RNA L,RNA M,RNA S。目前许多学者从生物学和分子生物学等方面对TZSV进行了研究,明确了TZSV的病原性质、地理分布、症状、致病性分化、血清学、细胞病理学等,但是该病毒编码的一些蛋白质功能、病毒致病机制及寄主对病毒的抗感病作用机制等尚不清楚。因此,从分子水平上研究病毒蛋白之间的互作关系,对于阐明上述诸多问题具有重要的意义。为解析TZSV编码的蛋白质的互作关系,本文通过酵母双杂交和双分子荧光互补技术研究了TZSV编码的N、NSm和NSs三个蛋白之间的相互作用,并对N、NSm和NSs三个蛋白在植物细胞中进行了亚细胞定位和共定位分析。首先检测了酵母重组质粒对酵母菌Y2HGold的毒性,之后利用酵母双杂交系统(Yeast Two-Hybrid System,Y2H)验证TZSV编码的N、NSm和NSs的自身互作以及两两互作。结果表明,TZSV N、NSm、NSs三个蛋白的酵母重组质粒对酵母菌Y2HGold都未表现出毒性,酵母双杂交结果显示N和NSm蛋白均存在自身互作关系,此外,NSs蛋白自身以及N与NSm,N与NSs,NSm与NSs蛋白之间未检测到互作现象。由于酵母双杂交系统存在一定的假阳性,双分子荧光互补技术(Bimolecular Fluorescence Complementation,BiFC)进一步验证TZSV N、NSm和NSs自身互作及两两互作情况,构建了重组表达载体n YFP-NSm、c YFP-NSm、n YFP-N、c YFP-N、n YFP-NSs、c YFP-NSs。BiFC检测结果如下:TZSV N,NSm蛋白自身能够发生互作,N存在于细胞质和细胞核上,NSm在细胞质中形成了荧光聚集体。N与NSm,N与NSs以及NSm与NSs蛋白之间也可以检测到互作现象,N和NSm的互作存在于细胞质和细胞核上,N和NSs的相互作用定位于细胞质和细胞核上,NSm和NSs蛋白的相互作用定位于细胞质上,而对照组则没有黄色荧光。为进一步分析TZSV编码的N、NSm和NSs蛋白的定位和共定位情况,利用同源重组的方法构建了亚细胞定位表达载体NSm-m NG、N-m NG、NSs-m NG、NSm-m Cherry、N-m Cherry、NSs-m Cherry。亚细胞定位结果表明:N蛋白定位于细胞质和细胞核中;NSm和NSs蛋白均定位于细胞质。对N与NSm,N与NSs以及NSm与NSs蛋白之间的互作进行共定位分析,N-m NG和NSs-m Cherry共定位于细胞质;N-m Cherry和NSm-m NG共定位于细胞质;NSm-m NG和NSs-m Cherry共定位于细胞质。结果与BiFC结果一致。由此可以得出,N和NSm蛋白存在自身互作现象,N、NSm和NSs蛋白之间存在两两互作现象。这些结果为进一步研究病毒蛋白之间的互作以及病毒的分子机制奠定了基础。
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