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中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus,CWMV)和小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus,WYMV)是由禾谷多黏菌(Polymyxa graminisL.)传播的小麦病毒,这两种病毒侵染导致的小麦黄花叶病对我国冬小麦区小麦的安全生产造成严重危害。植物病毒编码的几乎所有蛋白均有可能是病毒的致病因子,复制酶导致的寄主致病性已在多种植物病毒中报道过。最新的研究表明寄主RNAi产生的病毒来源小干扰RNA(virus derived small interfering RNA,vsiRNA)也可能靶向寄主内源性基因,导致寄主症状的产生。本研究明确了 CWMV复制酶P153可变区的VRpep是能增强多种植物病毒致病能力的功能域(非vsiRNA),并对其致病机理作了初步研究。同时,通过对小麦根部和叶片WYMV siRNA的分析表明小麦不同组织对土传病毒的RNA干扰(RNA interfering,RNAi)抗性机制可能存在差异。本研究的具体结果如下:1.本研究利用烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)介导的基因沉默对CWMV复制酶的致病性相关区域,及CWMV基因组上潜在的致病性vsiRNA进行筛选。在复制酶P153区域鉴定了一段致病相关的序列CR1-7,进一步的缺失突变和翻译提前终止明确了 CR1-7是CWMV复制酶上致病相关的结构域,非vsiRNA,且最短有效功能域长度为46个氨基酸,命名为VRpep。2.进一步的实验表明,除TRV外,VRpep还能够促进马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)和烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)在本氏烟上的侵染和复制,提高相应病毒的转录本和蛋白在本氏烟上的积累量,表明VRpep增强病毒致病的能力可能具有非特异性。3.CWMV VRpep及其同属(Furovirus)病毒同源序列具有较高保守性,属内五种病毒的VRpep同源序列均能有效增强TRV在烟草上的侵染和病毒的积累,表明VRpep功能可能具有Furovirus属特异性。另外Furovirus属中VRpep同源序列的三个连续的保守氨基酸位点(FLD)对其功能可能具有重要作用。4.CWMV VRpep和CR1-7均不具备沉默抑制子的活性,同时也不能增强TRV、PVX等其他病毒在本氏烟上的沉默抑制能力,其致病机理可能和RNAi无直接相关性。5.Pull-down筛选到本氏烟中与CWMV CR1-7具有潜在互作能力的蛋白88个,进一步的GO(Gene Ontology)分析表明筛到的寄主蛋白中有多个与植物防御途径相关,表明CR1-7(或VRpep)可能和相应寄主蛋白存在互作并抑制了寄主防御相关通路实现其致病功能。6.对小麦根和叶组织中WYMV来源的siRNA特点进行分析,结果表明小麦根和叶中的vsiRNA在丰度、基因组分布模式及5’端核苷酸偏好性等均存在明显差异,进一步分析病毒侵染后根和叶片中RNAi途径相关基因的表达情况,表明小麦对土传病毒的RNAi抗性机制在根和叶中可能存在组织特异性。CWMV和WYMV是我国土传小麦病毒病的两种病原,本研究得到的结果将有助于进一步深入研究土传病毒病和寄主互作机制,同时也为发展土传病毒病新的抗病策略提供新的思路。