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烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）,是一种单链RNA病毒,属于Tobamovirus属,感染烟草及茄科的多种植物。群体感应（Quorum sensing,QS）系统是一种微生物细胞之间的通讯机制,进行种内和种群间特异性交流。近年研究显示,细菌QS信号分子也可以被植物感应,从而介导植物-细菌的跨界信息交流。细菌产生的AHL类群体感应信号分子影响植物的生长发育和免疫反应。光合细菌（Photosynthesis Bacterium）作为生防菌由于其特殊的生理功能和所含的寡聚核苷酸,复合因子和抗病蛋白等在农业生产中应用广泛。沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）是一种典型的紫色非硫光合细菌,能以植物产生的对-香豆酸为前体由群体感应激素合成酶合成pC-HSL。此种新型AHL信号分子在植物抗病毒病研究中鲜有报道。本研究利用pC-HSL预处理本氏烟后进行TMV侵染,分别从转录组、蛋白质和修饰组等方面结合生理生化和分子试验,阐述了pC-HSL参与本氏烟响应TMV侵染的分子机制。主要研究内容和结论如下:1、沼泽红假单胞菌群体感应分子pC-HSL通过上调Nb SIPK/Nb WIPK表达诱导本氏烟对TMV的系统抗性。发现该QS分子可以诱导本氏烟对TMV的侵染产生系统抗性。结果表明,TMV侵染的本氏烟植株pC-HSL预处理可以延长MAPKs基因（Nb SIPK/Nb WIPK）活性,增强转录因子WRKY8和免疫应答基因PR1和PR10表达水平,引起氧爆发（ROS）。同时,pC-HSL预处理增强了TMV侵染后抗氧化酶（POD/SOD）的活性。通过VIGS抑制Nb SIPK或Nb WIPK表达减弱了pC-HSL诱导的系统抗性,表明pC-HSL诱导植物的系统抗性依赖于以上两种激酶。同时,pC-HSL预处理的植株在接种TMV后对Nb SIPK和Nb WIPK的激酶活性也有很强的诱导作用。2、pC-HSL参与本氏烟响应TMV侵染的转录组分析。转录组分析,与对照组（dd H2O）相比pC-HSL处理组植物-病原物互作途径中,PTI途径的CNGCs和Ca M/CML,ETI途径的PBS1和PIK发生差异表达。MAPKs信号通路中,SIPK/WIPK和VIP1基因表达谱相似,既有上调也有下调基因,PR1、ACS6和WRKY29表达上调。植物激素信号通路共鉴定到8种植物激素受体基因发生差异表达。3、pC-HSL参与本氏烟响应TMV侵染的蛋白质组分析。蛋白质分析,四组处理共获得了5253个可定量蛋白。其中dd H2O+TMV/dd H2O,pC-HSL+TMV/dd H2O+TMV,pC-HSL+TMV/pC-HSL,pC-HSL/dd H2O相比上调蛋白分别为577、39、592和17个,下调蛋白分别为491、80、494和33个。GO富集分析显示,pC-HSL处理后细胞核部分、核酸代谢和磷酸酯水解酶活性累积增强,转移酶活性累积量下降。进行TMV侵染后,胞内和胞外信号转导相关蛋白,细胞合成相关骨架蛋白等累积增强。此外,和能量代谢相关的鸟氨酸交换因子等相关蛋白也显著累积。KEGG代谢途径富集显示,TMV侵染后,与dd H2O+TMV相比pC-HSL+TMV处理后共富集到32条代谢通路。其中与抗病相关的上调蛋白富集的主要有N代谢、光合作用、吞噬体、丙酮酸代谢、内吞作用、戊糖-葡萄糖醛酸转换、光合作用中的碳固定、氧化磷酸化。下调蛋白的富集主要有黄酮类生物合成、植物与病原物互作、苯丙素的生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢、MAPK信号通路。转录因子和蛋白互作网络分析表明,EF1α和BONZAI 1可能参与了pC-HSL预处理本氏烟,后期应答TMV侵染。同时增强了TMV侵染后核糖体与其他蛋白的互作,增强了热激蛋白HSP70与热激蛋白HSP90和PA的互作,促进了植物体的能量代谢。4、pC-HSL预处理后本氏烟响应TMV蛋白质的2-羟基异丁酰化修饰分析。修饰组分析,共鉴定到3383个蛋白上9823个赖氨酸2-羟基异丁酰化修饰位点,这也是烟草上第一个赖氨酸2-羟基异丁酰化数据库。生物信息学分析表明,2-羟基异丁酰化蛋白主要分布在叶绿体（39.11%）、细胞质（29.06%）和细胞核（16.35%）,2-羟基异丁酰化位点侧基序保守。GO和KEGG通路富集分析表明,2-羟基异丁酰化修饰的蛋白参与了广泛的分子功能和细胞过程,如光合作用、糖酵解、柠檬酸循环、响应生物刺激等。TMV侵染处理导致大量蛋白的2-羟基异丁酰化修饰水平降低,而pC-HSL预处理导致许多蛋白的2-羟基异丁酰化修饰水平显著升高,特别是可能促进抗病蛋白表达的组蛋白修饰水平。5、转pC-HSL合成酶（rpa I）基因烟草、番茄及诱导抗TMV。利用农杆菌介导的遗传转化法将pC-HSL合成基因rpa I分别转入到本氏烟和番茄中。对转基因植株进行了验证,并分析了转rpa I基因的植株对TMV的系统抗性。结果表明,与对照相比转rpa I基因植株均表现显著的抗TMV活性,且转基因烟草叶片中pC-HSL的表达量显著高于其在番茄转基因叶片中的表达量。