【背景】黄瓜绿斑驳花叶病毒(cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)是我国重要的检疫性植物病毒之一,主要侵染葫芦科作物,造成世界范围内葫芦科作物的严重减产。PsbQ(oxygen-evolving enhancer protein 3)蛋白是组成PSⅡ复合物(O...【背景】黄瓜绿斑驳花叶病毒(cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)是我国重要的检疫性植物病毒之一,主要侵染葫芦科作物,造成世界范围内葫芦科作物的严重减产。PsbQ(oxygen-evolving enhancer protein 3)蛋白是组成PSⅡ复合物(OEC)的相关蛋白之一,参与PSⅡ组装、稳定PSⅡ功能,并对植物应对生物和非生物胁迫反应起调控作用。前期研究显示CGMMV侵染后可以显著下调寄主叶绿体调控基因NbPsbQ1的表达。【目的】明确NbPsbQ1参与CGMMV侵染的机制,为CGMMV病害防控提供理论依据。【方法】通过构建NbPsbQ1及CGMMV CP的荧光表达载体,转化GV3101农杆菌后浸润本氏烟叶片,激光共聚焦显微镜观察其亚细胞定位;利用qRT-PCR技术分析NbPsbQ1在CGMMV侵染不同时期和CP过表达后的转录水平;利用双分子荧光互补、免疫共沉淀和酵母双杂交试验分别验证NbPsbQ1与CP在体内及体外的互作;通过TRV沉默技术分析NbPsbQ1在CGMMV侵染过程中的作用;瞬时过表达NbPsbQ1进一步验证NbPsbQ1对CGMMV蛋白水平及转录水平的影响;测定NbPsbQ1沉默以及CGMMV侵染不同时间植株的光合效率指标,从而分析NbPsbQ1以及CGMMV对植株光合作用的影响。【结果】亚细胞定位结果显示NbPsbQ1定位于叶绿体,而CP定位于细胞质和细胞核;在CGMMV侵染以及CP过表达后,与对照相比,NbPsbQ1的转录水平均明显下调;双分子荧光互补和免疫共沉淀试验结果均证明NbPsbQ1与CP在体内互作,且两者互作使NbPsbQ1的定位从叶绿体迁移至细胞质,但酵母双杂交试验证明两者在植物体外不互作;在沉默植株上接种CGMMV,4 d后观察到处理组和对照组均有部分植株系统叶开始出现斑驳、卷曲症状,而TRV:NbPsbQ1组的发病植株数量始终多于对照组;同时检测mRNA水平和蛋白水平表达结果也表明NbPsbQ1的沉默有效促进了CGMMV的积累;NbPsbQ1瞬时过表达抑制CGMMV CP积累进一步证实NbPsbQ1抑制CGMMV侵染;测定NbPsbQ1沉默植株的光合效率指标,发现与对照组相比,NbPsbQ1沉默后显著降低植株叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr),胞间CO_(2)浓度(Ci)明显升高,表明NbPsbQ1参与植株光合作用;同时,发现在CGMMV侵染9 d时,Gs、Tr明显下降而Ci升高。【结论】CGMMV CP与NbPsbQ1在体内互作,并改变其叶绿体定位;随着CGMMV不断侵染,光合作用系统Ⅱ相关基因NbPsbQ1表达水平下调,光合效率受到抑制,从而促进病毒后期的积累。展开更多
