卫星分子βC1伴随双生病毒TYLCCNV侵染加重损伤本氏烟光合作用的研究

发布时间：2020-04-17 03:58

【摘要】：中国番茄黄化曲叶病毒(TYLCCNV)属于旧世界双生病毒科中的菜豆金色花叶病毒属,首次被报道于广西,在多种农作物上造成严重危害,如:番茄、烟草和木瓜。在我国南方,TYLCCNV主要侵染烟草和番茄,分别引起黄化曲叶病和叶卷曲病。番茄和烟草在接种TYLCCNV后,会出现典型的叶片卷曲和黄化等症状。TYLCCNV伴随有一种编码βC1蛋白的β卫星分子(TYLCCNB)。TYLCCNB编码的βC1蛋白能诱导典型的双生病毒症状,主要表现为叶片黄化、卷曲和叶脉增厚等。此外,已知βC1与寄主因子相互作用,从而触发宿主发育和防御相关的反应。植物与病毒的相互作用,会引起寄主植物在转录水平、蛋白质水平、代谢水平以及形态/生理相关活动的异常。常见的生理生化变化包括光合作用抑制、呼吸活动增强、氧化酶活性增强以及含氮化合物积累等。病毒对的植物光合作用的影响主要包括:叶绿体超微结构的改变、病毒复制复合体相关蛋白与叶绿体的结合,以及病毒蛋白质与叶绿体/光合作用相关蛋白质的相互作用。由于病毒侵染引起的植物内部生理及分子相关的变化在症状未出现之前就已经发生,因此有必要研究这些内在变化在病毒导致的症状发展中所起的具体作用,为阐明病毒与寄主植物间的相互作用提供研究基础。为了阐明TYLCCNV以及βC1对植物光合作用的影响,我们检测了接种TYLCCNV本氏烟及过表达βC1本氏烟中叶绿素含量和叶绿素荧光。结果表明,在接种TYLCCNVA+β和过表达βC1本氏烟中,叶绿素含量均下降,此外,在过表达βC1的本氏烟中,叶绿素荧光参数(ETR,F_v/F_m,NPQ和qP)的数据表明其光合效率降低。有意思的是,在病毒侵染早期,叶绿素荧光参数,尤其是NPQ的变化最先被观察到。病毒侵染早期,NPQ动态变化与症状的发展呈一定的相关性,是植株发病的内在信号。因此,寄主植物在病毒感染期间NPQ值的升高可能是一种宿主在病毒完成最终侵染之前的光抑制相关的防御反应。植物与病毒互作导致的光合作用抑制可能是因为光合作用下游酶活性水平的降低和改变。由于对PSII外源蛋白的研究不多,我们选取PSII系统中构成放氧复合体(OEC)的4个基因(PsbO,PsbP,PsbQ和PsbR)作为研究对象。此外,我们还分析了PsbS,它是PSII的一个亚基并在类囊体膜中对NPQ的激活和调节起关键作用。我们通过RT-qPCR分析了这些基因在转录水平上的变化。接下来,我们进行了βC1与PSII相关蛋白的酵母双杂实验,分析这些生理和分子变化是否是与它们间的相互作用有关。结果表明,PsbP与酵母中的βC1有明显互作。进一步验证这种相互作用对于阐明病毒/宿主因子互作在病害发展中的作用具有重要意义。因此,本文深入研究了对TYLCCNV致病因子βC1对本式烟光合作用效率的影响,并发现βC1不仅引起光合系统的破坏,而且降低OEC基因的表达。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.72

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