中国小麦花叶病毒(Chinese wheat mosaic virus,CWMV)是20世纪90年代本实验室在山东冬小麦上鉴定的一种新的土传病毒,是引起我国小麦花叶病毒病的重要病原之一。该病毒病侵染的小麦植株一般都表现出黄花叶的症状,但其具体的致病机理尚不清楚。本研究利用农杆菌介导的转化方法,获得过表达CWMV外壳蛋白(CP)的本氏烟植株(OECP),并利用亚细胞定位、蛋白修饰分析、酵母双杂交系统和病毒介导的基因沉默技术等初步解析了CP蛋白在病毒侵染时的功能及其作用机理。具体研究结果如下:1、本实验共获得4个高表达OECP株系,并且OECP植株表现出了明显的花叶与矮化现象。通过测定转基因植株的光合速率后发现过表达CP蛋白基因会导致烟草植株净光合速率显著降低,说明CP蛋白可抑制寄主植株的光合途径。同时,OECP接毒CWMV后,发现CWMV的MP基因表达量显著降低,该结果说明在烟草中表达CP基因可提高寄主的抗病性。2、亚细胞定位和免疫胶体金实验表明CP蛋白特异的定位于寄主的叶绿体中,并且CP蛋白N端1-87个氨基酸处对CP蛋白的定位起到决定作用。然而,生物信息学预测CP蛋白并不包含叶绿体信号肽。通过蛋白质质谱分析,发现CP蛋白N端含有两个磷酸化位点,分别是45、55位点的丝氨酸(S45、S55)。对这两处的丝氨酸突变后进行亚细胞定位分析发现,突变的CP蛋白不能定位于叶绿体中。该实验表明CP蛋白N端的S45与S55参与CP蛋白的亚细胞定位,并起到决定作用。3、以CP蛋白为诱饵蛋白,在烟草cDNA文库进行筛选发现了一个叶绿体相关蛋白NbPSID2,进一步通过酵母双杂交系统发现CP蛋白与NbPSID2存在互作关系。利用病毒介导的基因沉默技术在烟草中瞬时沉默了Nb PSID2,且沉默植株叶片表现为褪绿现象,表明NbPSID2参与烟草植株的光合作用。综上所述,本研究结果为培育小麦抗病材料奠定了工作基础,同时为系统解析CP蛋白在CWMV侵染过程中的作用机理奠定基础。