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衛(wèi)星分子βC1伴隨雙生病毒TYLCCNV侵染加重損傷本氏煙光合作用的研究

發(fā)布時間:2020-04-17 03:58
【摘要】:中國番茄黃化曲葉病毒(TYLCCNV)屬于舊世界雙生病毒科中的菜豆金色花葉病毒屬,首次被報道于廣西,在多種農作物上造成嚴重危害,如:番茄、煙草和木瓜。在我國南方,TYLCCNV主要侵染煙草和番茄,分別引起黃化曲葉病和葉卷曲病。番茄和煙草在接種TYLCCNV后,會出現(xiàn)典型的葉片卷曲和黃化等癥狀。TYLCCNV伴隨有一種編碼βC1蛋白的β衛(wèi)星分子(TYLCCNB)。TYLCCNB編碼的βC1蛋白能誘導典型的雙生病毒癥狀,主要表現(xiàn)為葉片黃化、卷曲和葉脈增厚等。此外,已知βC1與寄主因子相互作用,從而觸發(fā)宿主發(fā)育和防御相關的反應。植物與病毒的相互作用,會引起寄主植物在轉錄水平、蛋白質水平、代謝水平以及形態(tài)/生理相關活動的異常。常見的生理生化變化包括光合作用抑制、呼吸活動增強、氧化酶活性增強以及含氮化合物積累等。病毒對的植物光合作用的影響主要包括:葉綠體超微結構的改變、病毒復制復合體相關蛋白與葉綠體的結合,以及病毒蛋白質與葉綠體/光合作用相關蛋白質的相互作用。由于病毒侵染引起的植物內部生理及分子相關的變化在癥狀未出現(xiàn)之前就已經發(fā)生,因此有必要研究這些內在變化在病毒導致的癥狀發(fā)展中所起的具體作用,為闡明病毒與寄主植物間的相互作用提供研究基礎。為了闡明TYLCCNV以及βC1對植物光合作用的影響,我們檢測了接種TYLCCNV本氏煙及過表達βC1本氏煙中葉綠素含量和葉綠素熒光。結果表明,在接種TYLCCNVA+β和過表達βC1本氏煙中,葉綠素含量均下降,此外,在過表達βC1的本氏煙中,葉綠素熒光參數(shù)(ETR,F_v/F_m,NPQ和qP)的數(shù)據(jù)表明其光合效率降低。有意思的是,在病毒侵染早期,葉綠素熒光參數(shù),尤其是NPQ的變化最先被觀察到。病毒侵染早期,NPQ動態(tài)變化與癥狀的發(fā)展呈一定的相關性,是植株發(fā)病的內在信號。因此,寄主植物在病毒感染期間NPQ值的升高可能是一種宿主在病毒完成最終侵染之前的光抑制相關的防御反應。植物與病毒互作導致的光合作用抑制可能是因為光合作用下游酶活性水平的降低和改變。由于對PSII外源蛋白的研究不多,我們選取PSII系統(tǒng)中構成放氧復合體(OEC)的4個基因(PsbO,PsbP,PsbQ和PsbR)作為研究對象。此外,我們還分析了PsbS,它是PSII的一個亞基并在類囊體膜中對NPQ的激活和調節(jié)起關鍵作用。我們通過RT-qPCR分析了這些基因在轉錄水平上的變化。接下來,我們進行了βC1與PSII相關蛋白的酵母雙雜實驗,分析這些生理和分子變化是否是與它們間的相互作用有關。結果表明,PsbP與酵母中的βC1有明顯互作。進一步驗證這種相互作用對于闡明病毒/宿主因子互作在病害發(fā)展中的作用具有重要意義。因此,本文深入研究了對TYLCCNV致病因子βC1對本式煙光合作用效率的影響,并發(fā)現(xiàn)βC1不僅引起光合系統(tǒng)的破壞,而且降低OEC基因的表達。
【學位授予單位】:中國農業(yè)科學院
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:S435.72

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本文編號:2630427

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