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在中国,由小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus, WYMV)引起的小麦黄花叶病已严重的危害了小麦的生产。可是,由于寄主植物小麦遗传背景复杂,寄主范围狭窄,机械接种困难,体外病毒粒子不稳定,病毒RNA容易降解等因素,给小麦黄花叶病毒的研究带来了极大的困难。为了对小麦黄色花叶病毒进行深入地分子生物学研究,从细胞及分子水平上认识植物病毒的侵染和复制机制,本研究试图建立一个适于WYMV侵染的室内活体细胞侵染系统,包括病毒侵染性cDNA克隆的构建、烟草原生质体和小麦细胞体系的培养,以及体外转录物的接种和相关的检测技术。该体系的建立为研究其它植物病毒奠定技术基础。 本研究首先利用5′RACE方法确认了WYMV-HC基因组的5′端的未知序列,其中RNA1的5′末端多出了15nt(5′-AAAATAAAACCACCA-3′),RNA2的5′末端则多出了12nt(5′-AAAATAAAACCA-3′)。利用根据末端序列设计的引物,构建了T7启动子驱动下的病毒基因组的全长cDNA克隆。体外转录结果表明所获得的cDNA克隆可以产生相应的WYMV RNAs。用电击穿孔法将体外转录的WYMV RNAs接种于小麦品种鄂恩1号(Triticum aestivum L EEn. No.1)的愈伤组织和烟草悬浮细胞系BY-2的原生质体内,摸索建立了适用于WYMV病毒颗粒及体外转录RNA侵染植物细胞的侵染体系。对被接种细胞进行的Western blot和Northern blot检测结果表明,体外合成的WYMV RNAs可以在烟草细胞系BY-2和小麦细胞内复制、表达,即本研究所构建的WYMV cDNA克隆具有侵染活性。进一步实验还证明RNA1的5′末端序列(无论是日本分离物5′末端序列还是潢川分离物的末端序列,或者是额外加的一个G对都不影响侵染性)及3′末端poly(A)尾长短(带有26个A和4个A)对WYMV体外转录物的侵染活性也没有明显的影响。在此基础上,进一步完善了该侵染体系。 另外,本研究还利用这一侵染体系对WYMV RNA2编码的P1蛋白的功能进行了初步研究。通过构建在pSKCaasSK上的GFP与P1融合基因(包括N端和C端)的瞬时表达载体,用电穿孔法转入细胞(烟草原生质体或小麦细胞),用荧光显微镜观察发现在烟草原生质体内集中在细胞核内发光,而在小麦愈伤细胞内,荧光集中在细胞质内、细胞膜与细胞壁上。分析可能是因为小麦是病毒的天然寄主,所以在小麦细胞内,由于某些因子的存在,P1表现其在天然寄主内的功能,而在非天然寄主烟草细胞内,可能是因为缺乏某些与P1蛋白互作的因子,P1表现异常的定位功能,说明P1的功能与寄主有关,或者说是有寄主专一性的。相对于农杆菌注射法接种单独的GFP于基因烟草16C能引起转最后基因沉默,注射构建在pBIN35S-nos上的GFP与P1融合基因的瞬时表达载体接种转基因烟草16C却能用长波紫外灯观察到更强的荧光表达,初步分析认为,P1蛋白基因可能干扰了转录后基因沉默。