CGMMV外壳蛋白和复制相关蛋白基因突变体致病性分析

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tzjgy
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黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)是葫芦科作物上的重要病毒之一,给葫芦科作物的生产造成了严重的威胁。近十年来,CGMMV在世界范围内的蔓延范围仍在不断扩大。本文以CGMMV不同突变体为研究对象,对其突变体致病性进行分析,发现决定致病性的关键位点,进一步了解该病毒致病的分子机理。  病毒外壳蛋白不仅是病毒正常组装所必须的,还参与了病毒的长距离运输过程。通过农杆菌浸润接种的方法,对CGMMV CP丙氨酸扫描文库各个突变体在本生烟和西瓜上的致病性进行了初步筛选,并通过DAS-ELISA和一步RT-PCR对病毒进行检测。在接种本生烟后,所有的134个突变体中,有23个丙氨酸突变体在接种本生烟后症状发生改变,且突变前大部分为非极性氨基酸。还有49个突变体在接种后未显症,且病毒检测为阴性。另外,症状改变的突变体在CP蛋白亚基上的定位有一定可循规律,23个突变位点全部定位于四个α螺旋内侧的中空结构区域内,且在三级结构上位于病毒外壳蛋白亚基外表面区域。  黄瓜绿斑驳花叶病毒的病毒起始装配位点是位于病毒基因组RNA上,当外壳蛋白聚合体与病毒基因组RNA相结合从而引导病毒起始装配的核苷酸区域。在对病毒起始装配位点及其附近区域盼突变体V94A、V97、T104A进行致病性分析时,我们发现,这三个突变体接种后都能导致本生烟症状的明显延迟,并且它们的外壳蛋白第96位氨基酸都有一个共同的替换型自发性突变,由谷氨酸替换突变为赖氨酸。在V94A、V97、T104A的基础上,人工插入E96-K突变构建了双位点突变体V94A-E96K、V97-E96K和T104A-E96K,并构建了E96K和E96A。分别利用农杆菌浸润接种和摩擦接种的方法接种了本生烟和西瓜。我们总结出外壳蛋白第96位氨基酸在CGMMV致病过程中发挥着重要作用,也首次证明了病毒起始装配位点及其邻近区域能够影响病毒致病性。  为了筛选症状致弱的CGMMV弱毒株,参考已有研究的弱毒株相关致弱位点,利用定点突变的方法构建了单位点突变体E480G、A1124V、N1157D、P1397S、K546R、V557T、V651A、S762L、G86S、S534F、P1362L,还有双位点突变体和多位点突变体480-1124、546-557、86-534、480-1124-1157、546-557-651、86-534-1362、GVDS和RTAL。通过比对这些突变体的致病性,我们发现位于复制相关蛋白结构域间隔区的氨基酸第480位点能够引起症状的延迟,而当V557-T和P1397-S替换型突变存在时,则会导致侵染性的下降。说明了这些位点对于病毒的正常侵染至关重要,进一步的明确了我们筛选弱毒株的方向。
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