甘薯是重要的糧食、保健、工業(yè)原料和能源作物,在全世界廣泛種植。近年來,甘薯病毒病(Sweet potato virus disease,SPVD)在全國乃至全球范圍內(nèi)爆發(fā)流行,嚴重制約了甘薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。SPVD由兩種RNA病毒共同侵染所引起,即甘薯褪綠矮化病毒(Sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV)和甘薯羽狀斑駁病毒(Sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)。許多正義鏈RNA病毒侵入宿主之后會劫持宿主脂質(zhì)代謝途徑,以此獲得自身復(fù)制所需的某種脂質(zhì)代謝物。SPFMV和SPCSV均為正義單鏈RNA病毒,但如何影響宿主脂質(zhì)代謝并不清楚。深入研究SPVD染病甘薯葉片脂質(zhì)代謝變化規(guī)律有利于揭示病毒與宿主互作方式、發(fā)現(xiàn)抗病毒靶點并開發(fā)相應(yīng)抗病毒藥劑用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際。因此,本實驗利用非靶標脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)并結(jié)合熒光定量PCR技術(shù)研究了不同溫度條件下SPVD染病徐薯22幼苗葉片脂質(zhì)代謝的變化規(guī)律。具體結(jié)果如下:常溫實驗:(1)與脫毒苗相比,SPVD染病徐薯22幼苗葉片的脂質(zhì)組發(fā)生明顯改變。其中,部分磷脂相對含量顯著增加,包括磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酸(PA)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰膽堿(PC)。(2)SPVD徐薯22葉片的部分脂質(zhì)分子種發(fā)生顯著變化,如PA(14:1/20:0)、PC(18:2/16:1)、PI(22:6/17:0)和PI3P(16:0/18:1)等顯著上調(diào)。(3)熒光定量PCR結(jié)果顯示SPVD徐薯22葉片脂質(zhì)代謝基因表達與脫毒苗相比發(fā)生明顯改變。PA、PE、PC等磷脂合成以及MGDG合成相關(guān)基因表達水平顯著上調(diào)。(4)藥理學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)抑制PA產(chǎn)生能夠顯著降低SPFMV-CP和SPCSV-RNase3積累;而抑制細胞自噬途徑則能夠顯著降低SPCSV-CP和SPCSV-RNase3積累。高溫實驗:(5)夏季高溫條件下(午間最高平均溫度達38℃,夜間平均溫度30℃)徐薯22脫毒苗葉片三酰甘油(TG)相對含量極顯著增加。隨著葉片中SPFMV滴度增加,TG含量明顯下降而大部分磷脂相對含量卻明顯增加。大部分TG分子種和磷脂分子種均呈現(xiàn)這種變化趨勢,且TG分子種和磷脂分子種呈現(xiàn)顯著的負相關(guān)關(guān)系。(6)高溫條件下SPVD徐薯22葉片TG合成與分解基因PDAT1和SDP1表達水平均顯著升高,同時磷脂合成相關(guān)基因表達水平也顯著升高。(7)高溫條件下利用TG降解抑制劑DMP處理染病徐薯22葉片能夠促進葉肉細胞脂滴的積累,同時抑制葉片中SPFMV的積累,但對SPCSV無顯著影響。以上實驗結(jié)果證明常溫條件下SPVD染病甘薯葉片磷脂合成顯著增加,可能與病毒復(fù)制相關(guān)。藥理學(xué)實驗揭示SPFMV和SPCSV復(fù)制依賴于PA合成,SPCSV復(fù)制可能與PI3P介導(dǎo)的細胞自噬途徑相關(guān)。高溫條件下SPFMV能夠劫持TG代謝途徑,促進TG降解形成游離脂肪酸并轉(zhuǎn)向磷脂合成,以利于病毒復(fù)制。夏季高溫條件下抑制TG降解能夠抑制SPFMV復(fù)制。本論文的研究結(jié)果揭示了不同溫度下SPVD染病甘薯葉片脂質(zhì)代謝的變化規(guī)律,這為理解SPFMV和SPCSV與宿主的互作方式以及今后進一步研究其分子互作機制奠定了基礎(chǔ)。本研究同時發(fā)現(xiàn)數(shù)個抑制SPFMV或SPCSV復(fù)制的藥劑(正丁醇、3-MA、E-64d、DMP),這也為這些抗病毒藥劑應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際奠定了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：江蘇師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S435.31
【文章目錄】：
摘要
abstract
1 文獻綜述
    1.1 RNA病毒復(fù)制與宿主脂質(zhì)代謝相關(guān)性研究進展
        1.1.1 正義鏈RNA病毒概述
        1.1.2 正義鏈RNA病毒對宿主生物膜結(jié)構(gòu)的影響
        1.1.3 正義鏈RNA病毒侵染對宿主脂質(zhì)代謝的影響
        1.1.4 宿主脂質(zhì)代謝干預(yù)抑制病毒復(fù)制
    1.2 溫度改變植物RNA病毒與宿主的相互作用
        1.2.1 溫度對植物-病毒相互作用的影響
        1.2.2 溫度對宿主RNA沉默活性、防御酶活性和病毒遷移速率的影響
    1.3 高溫對植物脂質(zhì)代謝的影響
        1.3.1 高溫對植物脂質(zhì)代謝的影響
        1.3.2 高溫對脂質(zhì)代謝基因表達的影響
    1.4 甘薯病毒病(SPVD)研究進展
        1.4.1 SPVD概述及研究進展
        1.4.2 SPVD的防治
    1.5 本研究的目的和意義
2 常溫下SPVD對徐薯22葉片脂質(zhì)組和脂質(zhì)代謝基因的影響
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗材料篩選、培養(yǎng)與處理
        2.2.1 僅感染SPFMV和SPCSV甘薯幼苗的篩選
        2.2.2 脫毒苗的制備
        2.2.3 常溫下實驗幼苗培養(yǎng)和采樣方法
        2.2.4 藥理學(xué)實驗處理和采樣方法
    2.3 實驗方法
        2.3.1 主要儀器
        2.3.2 主要試劑
        2.3.3 脂質(zhì)組的測定
        2.3.4 脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達水平分析
        2.3.5 SPFMV-CP、SPCSV-CP和SPCSV-RNase3相對表達測定
    2.4 結(jié)果與分析
        2.4.1 甘薯幼苗病毒感染的篩選和統(tǒng)計結(jié)果
        2.4.2 常溫下SPVD薯苗葉片脂質(zhì)組變化規(guī)律
        2.4.3 常溫下脫毒薯苗和SPVD薯苗葉片脂質(zhì)代謝相關(guān)基因表達水平的差異
        2.4.4 常溫下PLD抑制劑和細胞自噬途徑抑制劑對SPVD薯苗葉片病毒滴度的影響
    2.5 小結(jié)
3 高溫下SPVD薯苗葉片脂質(zhì)代謝變化規(guī)律
    3.1 實驗材料
    3.2 實驗材料篩選、培養(yǎng)與處理
        3.2.1 僅感染SPFMV和SPCSV病毒甘薯幼苗的篩選
        3.2.2 夏季高溫條件下幼苗的培養(yǎng)和采樣方法
        3.2.3 藥理學(xué)實驗處理和采樣方法
    3.3 實驗方法
        3.3.1 主要儀器
        3.3.2 主要試劑
        3.3.3 SPFMV-CP、SPCSV-Hsp70相對定量
        3.3.4 脂質(zhì)組的測定
        3.3.5 脂質(zhì)代謝基因相對表達水平檢測
        3.3.6 TG脂滴(LDs)熒光成像
        3.3.7 SPFMV亞基因組基因和SPCSV-CP相對表達測定
    3.4 結(jié)果與分析
        3.4.1 高溫條件下SPVD薯苗葉片脂質(zhì)組變化規(guī)律
        3.4.2 高溫條件下SPVD薯苗葉片脂質(zhì)代謝基因表達水平變化
        3.4.3 高溫條件下TG水解抑制劑對SPVD薯苗葉片中SPFMV和SPCSV相對豐度的影響
    3.5 小結(jié)
4 討論
5 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

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