馬鈴薯Y病毒屬病毒編碼蛋白與寄主植物葉綠體蛋白互作研究進(jìn)展

燕照玲，段俊枝，馮麗麗，陳海燕，齊紅志，楊翠蘋，施 艷，張會芳*

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，河南 鄭州 450002； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

馬鈴薯Y病毒屬病毒編碼蛋白與寄主植物葉綠體蛋白互作研究進(jìn)展

燕照玲1，段俊枝1，馮麗麗1，陳海燕1，齊紅志1，楊翠蘋1，施 艷2，張會芳1*

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，河南 鄭州 450002； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，河南 鄭州 450002)

葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的重要場所，也是眾多植物病毒侵染時共同的攻擊目標(biāo)，其在病毒侵染植物中扮演重要的角色，一方面病毒借助葉綠體完成侵染和增殖，另一方面葉綠體及其成分積極參與植物對病毒的防衛(wèi)反應(yīng)?？偨Y(jié)了馬鈴薯Y病毒屬(Potyvirus)病毒侵染植物后對葉綠體的影響，重點從蛋白質(zhì)互作角度分析了葉綠體蛋白在該屬病毒侵染植物過程中所起的作用，為進(jìn)一步明確病毒癥狀產(chǎn)生的原因，揭示病毒的侵染機(jī)制及植物的防衛(wèi)機(jī)制提供參考。

馬鈴薯Y病毒屬； 葉綠體； 蛋白質(zhì)互作； 復(fù)制； 癥狀； 抗病性

馬鈴薯Y病毒屬(Potyvirus)是已報道的最大植物病毒屬之一，目前約有200個確定種和暫定種，該屬病毒的寄主范圍較廣，能危害眾多的糧食和經(jīng)濟(jì)作物，在世界范圍內(nèi)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。病毒侵染植物會引起寄主生理代謝發(fā)生改變，進(jìn)而形態(tài)也發(fā)生變化，表現(xiàn)出一系列癥狀，最終導(dǎo)致植物生長受阻、生物量和產(chǎn)質(zhì)量降低。葉片褪綠、花葉、壞死等是病毒系統(tǒng)侵染植物后最常表現(xiàn)的癥狀，反映出葉綠體的結(jié)構(gòu)和光合色素發(fā)生變化。葉綠體已被證明是眾多植物病毒侵染時共同的攻擊目標(biāo)[1]。葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的重要場所，在病毒侵染植物中扮演重要的角色，一方面病毒借助葉綠體完成侵染和增殖，另一方面葉綠體及其成分積極參與植物對病毒的防衛(wèi)反應(yīng)。葉綠體和病毒的互作一直是植物病毒學(xué)家關(guān)注和研究的熱點，近些年隨著分子生物學(xué)的發(fā)展和蛋白質(zhì)互作研究的深入，葉綠體和病毒之間蛋白質(zhì)的互作關(guān)系也受到重視，取得了一系列重要研究成果。鑒于此，對Potyvirus屬病毒和寄主植物葉綠體之間的互作關(guān)系尤其是蛋白質(zhì)互作研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為進(jìn)一步闡明葉綠體在該屬病毒侵染植物過程中發(fā)揮的作用以及病毒的侵染機(jī)制、植物的防衛(wèi)機(jī)制提供參考。

1 Potyvirus屬病毒編碼蛋白在葉綠體的定位

Potyvirus屬病毒的基因組為單分體正單鏈RNA，全長9.3～10.8 kb，5′末端共價連接一個大小約24 ku的病毒基因組連接蛋白(virus genome-linked protein，VPg)，3′末端為poly(A)尾[2]。該屬病毒基因組具有一個大的開放閱讀框(open reading frame，ORF)，通過多聚蛋白加工和移碼翻譯策略表達(dá)11個成熟蛋白，從N端到C端依次為P1(第一蛋白)、HC-Pro(helper component-protease，輔助成分-蛋白酶)、P3(第三蛋白)、P3N-PIPO(pretty interesting Potyviridae ORF，位于P3讀框內(nèi)部)、6K1 (第一個6K蛋白)、CI (cylindrical inclusion，圓柱狀內(nèi)含體蛋白)、6K2 (第二個6K蛋白)、VPg、NIa-Pro(nuclear inclusion protein a-protease，核內(nèi)含體蛋白a-蛋白酶)、NIb (nuclear inclusion protein b，核內(nèi)含體蛋白b)、CP(coat protein，外殼蛋白)。這些蛋白質(zhì)通常定位于細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜或細(xì)胞核中，各自具有多種不同的功能，協(xié)調(diào)參與完成病毒的侵染、翻譯、復(fù)制、移動等生命過程。然而檢測發(fā)現(xiàn)，在Potyvirus屬病毒侵染過程中有部分的病毒蛋白會進(jìn)入葉綠體，這可能與其引起的葉綠體結(jié)構(gòu)和功能破壞、褪綠癥狀產(chǎn)生有關(guān)。最早在馬鈴薯Y病毒(potato virus Y，PVY)侵染的植物中發(fā)現(xiàn)，葉片葉綠體中存在CP和HC-Pro[3]。之后，越來越多的研究證明，CP能夠進(jìn)入所侵染植物的葉綠體。經(jīng)Western blot和免疫膠體金細(xì)胞化學(xué)定位檢測均證明，蕪菁花葉病毒(turnip mosaic virus，TuMV)的CP存在于感病寄主的葉綠體中[4]。利用Western blot在感染TuMV、大豆花葉病毒(soybean mosaic virus，SMV)和甘蔗花葉病毒(sugarcane mosaic virus，SCMV)的青菜、大豆和玉米葉綠體中可以分別檢測到TuMV-CP、SMV-CP和SCMV-CP。通過建立CP的葉綠體離體跨膜運輸體系進(jìn)行研究，結(jié)果表明，TuMV-CP、SMV-CP和SCMV-CP分別可以快速地進(jìn)入離體的青菜、大豆和玉米葉綠體中，3種CP的最低跨膜時間均在5 min左右，跨膜時間超過15 min對進(jìn)入葉綠體中CP的濃度沒有影響，而加入跨膜體系中的CP濃度與跨膜后進(jìn)入葉綠體的CP濃度呈正相關(guān)[5]。Tu等[6-7]采用HC-Pro蛋白抗體在PVY侵染12～14 d的煙草葉綠體中檢測到HC-Pro，進(jìn)一步證明PVY的HC-Pro能夠定位于葉綠體。盡管截至目前未發(fā)現(xiàn)其他病毒蛋白進(jìn)入葉綠體，但是多數(shù)參與復(fù)制的病毒蛋白也和葉綠體存在一定關(guān)系，如VPg、NIb、CI、6K1、P3、P3N-PIPO等均出現(xiàn)在6K2-NIa誘導(dǎo)產(chǎn)生的與葉綠體外膜結(jié)合的囊泡即病毒復(fù)制復(fù)合體(viral replication complex,VRC)中[8-10]。

2 Potyvirus屬病毒侵染對葉綠體的影響

2.1 引起葉綠體結(jié)構(gòu)和功能的破壞

目前發(fā)現(xiàn)所有病毒侵染植物后，都會引起葉綠體超微結(jié)構(gòu)發(fā)生改變或者重排，光合作用受到抑制，具體表現(xiàn)因不同的病毒-寄主組合略有差異[1]。PVY侵染植物后，引起葉綠體數(shù)目降低，體積減小且外翻，淀粉粒體密度降低，質(zhì)體小球體密度增加[11]，葉綠素含量、光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率都不同程度降低，細(xì)胞間CO2濃度升高，Hill反應(yīng)的活性明顯下降[12]。李痘病毒(plum pox virus,PPV)侵染植物后，類囊體膨脹，質(zhì)體小球的數(shù)目和大小增加，淀粉粒含量降低，基粒結(jié)構(gòu)紊亂[13]。接種TuMV JC-1后15 d，青菜和芥菜開始表現(xiàn)系統(tǒng)花葉，此時觀察和測定發(fā)現(xiàn)，葉綠體發(fā)育不良，體積變小，淀粉積累受阻，葉綠素含量降低，凈光合速率分別降低61.0%、39.9%，電子傳遞速率分別降低6.4%、64.6%，F(xiàn)v/Fo、Fv/Fm、Fs、ФPSⅡ和qP值也都不同程度地降低，說明TuMV對2種寄主植物的光合作用過程均造成危害，并且發(fā)現(xiàn)其對光系統(tǒng)(photosystem，PS)Ⅱ的危害程度大于PSⅠ[4]。CP和HC-Pro能夠進(jìn)入葉綠體，通過研究發(fā)現(xiàn)，單獨的CP和HC-Pro也可以引起葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能改變，導(dǎo)致癥狀的產(chǎn)生。Naderi等[14]證明，定位于葉綠體而非細(xì)胞質(zhì)的CP能夠引起病毒侵染相似的褪綠、花葉癥狀。TuMV、SMV和SCMV分別感染青菜、大豆和玉米后，TuMV-CP、SMV-CP和SCMV-CP均在葉綠體中逐漸積累并破壞光合作用[5]。通過構(gòu)建PVYHC-Pro基因定位于葉綠體的轉(zhuǎn)基因植物發(fā)現(xiàn)，與正常植株相比，葉綠體顯著膨大，在光強(qiáng)為600 μmol/(m2·s)時光合效率降低25%[6-7]。

2.2 引起葉綠體蛋白的表達(dá)量發(fā)生改變

Potyvirus屬病毒侵染寄主植物后，導(dǎo)致其形態(tài)和生理代謝發(fā)生改變的同時，也引起一系列蛋白質(zhì)和代謝產(chǎn)物合成量發(fā)生變化，許多葉綠體蛋白的表達(dá)受到影響。多數(shù)與光合作用相關(guān)的葉綠體蛋白表達(dá)量下調(diào)，導(dǎo)致光合作用受阻，這可能與癥狀嚴(yán)重程度相關(guān)[1]。SCMV侵染玉米后，無論抗感品種，大部分差異表達(dá)的蛋白質(zhì)位于葉綠體、葉綠體膜和細(xì)胞質(zhì)。其中，侵染抗性玉米品種Siyi后，導(dǎo)致除核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase，RubisCO)大亞基(RbcL)其中一個異構(gòu)體和鐵氧還蛋白-NADP 還原酶(ferredoxin-NADP reductase)外的其他所有光合作用相關(guān)蛋白表達(dá)量下調(diào)[15]。TuMV侵染青菜后，葉綠體中光合作用關(guān)鍵酶RubisCO和RubisCO活化酶(RCA)的含量下降，其中結(jié)構(gòu)遭嚴(yán)重破壞的葉綠體中兩者含量分別僅為正常葉綠體的58.44%和64.67%[16]。PVY侵染的植株以及轉(zhuǎn)HC-Pro基因且定位于葉綠體的植株中，ATP合成酶的表達(dá)量均降低，采用免疫膠體金標(biāo)記電子顯微鏡技術(shù)測定，其分別降低39%、16%，采用定量Western blot測定，其分別降低41%、14%[7]。而參與寄主抗性的蛋白質(zhì)表達(dá)量變化情況不同，表達(dá)量下降的蛋白質(zhì)被病毒抑制以促進(jìn)病毒的侵染進(jìn)程，而表達(dá)量上升的蛋白質(zhì)可能是為了增強(qiáng)寄主的抗病毒能力。PPV侵染本生煙后，引起葉綠體中PSⅠ蛋白K(PSⅠ-K)編碼基因psaK的表達(dá)水平降低[17]，推測病毒通過抑制該蛋白質(zhì)表達(dá)降低其抗病性。番木瓜環(huán)斑病毒(papaya ringspot virus，PRSV)感染番木瓜過程中，甲硫氨酸硫氧化物還原酶B1(methionine sulfoxide reductase B1,MsrB1)的表達(dá)量先下降，之后上升維持在高于對照的水平，其誘導(dǎo)表達(dá)情況與同期活性氧(reactive oxygen species，ROS)在番木瓜體內(nèi)的積累相對應(yīng)[18]，推測該蛋白質(zhì)表達(dá)量上調(diào)是為了加快修復(fù)葉綠體中被氧化的蛋白質(zhì)，保護(hù)植物正常光合作用的進(jìn)行。其實，病毒侵染后葉綠體蛋白的表達(dá)是一個動態(tài)變化的過程。高樂[18]利用qRT-PCR分析了PRSV感染番木瓜過程中卡爾文循環(huán)關(guān)鍵酶果糖-1,6-二磷酸醛縮酶(fructose-1，6-bisphosphate aldolase class 1 protein,FBPA1) mRNA的表達(dá)情況，結(jié)果表明，在接種PRSV 6 d后，番木瓜葉片中PaFBPA1的表達(dá)量開始下降，10 d降至最低，12 d后升至對照水平，20 d后保持在一個高于對照的水平。關(guān)于Potyvirus屬病毒侵染后葉綠體蛋白表達(dá)上調(diào)、下調(diào)以及波動變化的規(guī)律和具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

3 Potyvirus屬病毒編碼蛋白與葉綠體蛋白的互作

3.1 促進(jìn)病毒復(fù)制

利用酵母雙雜交(yeast two-hybrid，YTH)系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，SMV L株系的6K2蛋白能與本生煙葉綠體中抗氧化劑/氧化還原酶(antioxidant/oxidoreductase，ATO)結(jié)合，之后進(jìn)一步通過雙分子熒光互補(bǔ) (bimolecular fluorescence complementation，BiFC)試驗證實6K2與ATO在葉綠體外膜上發(fā)生互作，推測ATO可能參與了6K2-NIa誘導(dǎo)形成的膜狀小泡轉(zhuǎn)運到葉綠體外膜的過程，在SMV L株系復(fù)制中發(fā)揮一定作用[9]。采用免疫共沉淀(co-immunoprecipitation，Co-IP)、BiFC等技術(shù)研究證明，煙草脈帶花葉病毒(tobacco vein banding mosaic virus，TVBMV)的6K2蛋白與煙草PSⅡ放氧復(fù)合體(oxygen evolution complex，OEC)中的NbPsbO1蛋白存在互作關(guān)系，并且該葉綠體蛋白出現(xiàn)在6K2-NIa誘導(dǎo)產(chǎn)生的VRC中。將NbPsbO1基因沉默后TVBMV和PVY的積累量顯著降低，而替換掉6K2中參與互作的氨基酸后同樣影響病毒的復(fù)制。6K2也將病毒的6K1蛋白召集到VRC中，但是其與NbPsbO1不存在互作，同樣OEC中另外2種蛋白NbPsbP1和NbPsbQ1也不與6K2發(fā)生互作，且均不影響病毒的復(fù)制。因此，TVBMV通過6K2蛋白特異性劫持寄主的NbPsbO1用于自身的復(fù)制[10]。

3.2 改變寄主植物的抗性

葉綠體是生成水楊酸(salicylic acid，SA)、茉莉酸(jasmonic acid，JA)、ROS等植物免疫調(diào)節(jié)因子的主要位點，同時其超微結(jié)構(gòu)的變化也與植物的防衛(wèi)反應(yīng)有關(guān)，因此葉綠體在植物抗病毒侵染中具有重要作用，眾多葉綠體因子參與了植物對病毒的基礎(chǔ)防衛(wèi)和R基因介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[1]。PPV的CI蛋白可以與本生煙葉綠體中的PSⅠ-K發(fā)生互作，且引起其編碼基因psaK表達(dá)量下調(diào)，而在psaK基因被抑制表達(dá)的煙草中，PPV的積累量增加，推測PSⅠ-K具有抗病毒作用，CI與其互作可能促進(jìn)其降解，抑制其抗病毒作用[17]。PRSV的NIa-Pro蛋白和PaMsrB1在葉綠體中發(fā)生互作，與后者的結(jié)構(gòu)域和活性位點相關(guān)，可能是為了抑制該蛋白的修復(fù)功能，而PRSV侵染后PaMsrB1表達(dá)量卻增加，推測寄主通過采用增加PaMsrB1表達(dá)的策略，加快修復(fù)葉綠體中被氧化的蛋白質(zhì)，以維持光合作用正常進(jìn)行[18]。PVY侵染影響寄主植物葉綠體中的類異戊二烯生物合成途徑，導(dǎo)致光合色素和脫落酸(abscisic acid,ABA)的含量發(fā)生改變。通過YTH、BiFC以及沉降(pull-down)試驗證明，PVY的HC-Pro與煙草1-脫氧-D-木酮糖-5-磷酸合成酶(1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate synthase,DXS)存在互作。體外酶活性測試發(fā)現(xiàn)，PVY的HC-Pro能夠提高NtDXS的合成酶活性；而通過轉(zhuǎn)HC-Pro基因使其在植物葉綠體中積累，同樣可以觀察到光合色素和ABA水平增加[19]。因此，NtDXS與HC-Pro互作后活性增強(qiáng)，引起類異戊二烯合成增加，可能有利于植物生長和增強(qiáng)抗病性[20]。

3.3 引起癥狀產(chǎn)生

Potyvirus屬病毒的HC-Pro和CP能夠進(jìn)入葉綠體，必然會與葉綠體蛋白發(fā)生互作，并且已經(jīng)得到試驗證實，這可能與該屬病毒在寄主植物上引起的褪綠、花葉等癥狀有關(guān)。PVY的HC-Pro能夠與煙草葉綠體分裂相關(guān)蛋白NtMinD發(fā)生互作，推測互作后影響了葉綠體的正常分裂，從而導(dǎo)致病毒侵染的煙草細(xì)胞中葉綠體數(shù)目減少[21]。通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，NtMinD參與互作的位點與其結(jié)合NtMinE的位點重疊，并且證明HC-Pro與NtMinD互作干擾了NtMinE與NtMinD的結(jié)合，并引起NtMinD的ATP酶活性降低，從而干擾葉綠體分裂，引起葉綠體膨大、畸形[6]。PVY的HC-Pro還能夠與煙草葉綠體內(nèi)的ATP合成酶NtCF1β亞基發(fā)生互作，在PVY侵染和轉(zhuǎn)HC-Pro基因的植株中ATP合成酶復(fù)合體的數(shù)量均降低，因此兩者互作可能導(dǎo)致該復(fù)合體組裝受阻，進(jìn)而引起植株光合速率降低[7]。通過YTH和BiFC試驗證明，PVY的HC-Pro與加工番茄的葉綠素a/b結(jié)合蛋白1A(chlorophyll a/b-binding protein 1A,Cab-1A)同源蛋白(Cab-1A-like)在體外和體內(nèi)均存在相互作用，由于加工番茄Cab-1A-like蛋白參與植物體的光合作用，推測PVY的HC-Pro蛋白與其互作可能干擾了寄主的光合作用[22]。SCMV的HC-Pro與玉米的鐵氧還蛋白5(ferredoxin-5，F(xiàn)d V)前體在體內(nèi)和體外均能發(fā)生特異性互作，推測HC-Pro通過與Fd V互作阻止其翻譯后進(jìn)入葉綠體鞘細(xì)胞，從而影響葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致癥狀產(chǎn)生[23]。TuMV 的HC-Pro蛋白與擬南芥的Rieske Fe/S蛋白之間存在相互作用，Rieske Fe/S蛋白參與互作的區(qū)域是成熟蛋白，互作位點主要分布在細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)等區(qū)域。通過病毒誘導(dǎo)的基因沉默 (virus induced gene silencing，VIGS)技術(shù)對編碼Rieske Fe/S蛋白的PetC基因進(jìn)行沉默后，觀察到褪綠、黃化、矮化、長勢弱、發(fā)育遲緩等現(xiàn)象，經(jīng)測定發(fā)現(xiàn)，葉片葉綠素含量降低，F(xiàn)o值升高，F(xiàn)v/Fm降低。推測HC-Pro蛋白與Rieske Fe/S蛋白的相互作用可能阻斷了Rieske Fe/S蛋白前體由細(xì)胞質(zhì)向葉綠體的轉(zhuǎn)運過程，從而降低了葉綠體內(nèi)Rieske Fe/S蛋白的積累量，干擾了細(xì)胞色素b6/f復(fù)合體的正常組裝[24]。采用YTH、Co-IP技術(shù)研究證明，大豆花葉病毒半夏分離物(SMV pinellia isolate，SMV-P)P1蛋白也能與寄主植物Rieske Fe/S蛋白發(fā)生互作，不同的是其轉(zhuǎn)運肽和成熟肽均參與互作。分析認(rèn)為，P1可能在細(xì)胞質(zhì)中與Rieske Fe/S前體發(fā)生互作，阻止Rieske Fe/S進(jìn)入葉綠體，這點與HC-Pro蛋白作用相同；而一旦進(jìn)入葉綠體后，兩者還可以互作進(jìn)一步干擾細(xì)胞色素b6/f復(fù)合體的形成[25]。

相對于HC-Pro蛋白，CP與葉綠體蛋白的互作報道較少。PVY的CP能與煙草RbcL蛋白發(fā)生互作[26]，推測影響了RbcL的正常功能和光合作用，導(dǎo)致煙草出現(xiàn)褪綠、黃化等癥狀。事實上，Potyvirus屬病毒編碼的多個蛋白質(zhì)均已被證明與RbcL存在互作關(guān)系，如胡蔥黃條病毒洋蔥分離物(shallot yellow stripe virus onion isolate，SYSV-O)除6K1和CP外的8個多聚蛋白加工產(chǎn)物，SMV-P除6K1、CI和CP外的7個多聚蛋白加工產(chǎn)物[27]，此外，SYSV-O、SMV-P、TuMV、洋蔥黃矮病毒(onion yellow dwarf virus，OYDV)等的P3、P3N-PIPO蛋白與寄主的RubisCO大、小亞基(RbcL、RbcS)也均能發(fā)生互作[28]，說明這些病毒蛋白都影響了RubisCO的正常功能，不同程度地參與了癥狀的表達(dá)。

一些存在于VRC中的病毒蛋白也被證明與葉綠體蛋白發(fā)生互作，可能與癥狀產(chǎn)生有關(guān)。高樂[18]研究發(fā)現(xiàn)，PRSV的NIa-Pro和番木瓜PaFBPA1在葉綠體中發(fā)生互作，與該蛋白質(zhì)的活性位點相關(guān)，且體外條件下NIa-Pro能夠?qū)ζ溥M(jìn)行酶切，推測互作可能會干擾PaFBPA1的功能并引起其降解，進(jìn)而影響葉綠體的光合作用。此外，Martínez等[29]采用親和純化-質(zhì)譜(affinity purification-mass spectrometry,AP-MS)分析方法發(fā)現(xiàn)了在煙草蝕紋病毒(tobacco etch virus，TEV)侵染過程中與完整NIa互作的擬南芥因子光合蛋白LHCA3，Song等[30]采用YTH技術(shù)從SMV侵染的大豆cDNA文庫中篩選到與P3N-PIPO互作的葉綠體蛋白PSⅠ PsaD亞基、卡爾文循環(huán)蛋白CP12-2等，病毒蛋白與這些葉綠體蛋白互作的生物學(xué)意義有待深入研究。

4 小結(jié)與展望

隨著對植物病毒研究的深入，蛋白質(zhì)互作分析成為探索植物病毒致病分子機(jī)制及其編碼蛋白功能的重要手段，葉綠體在植物病毒侵染過程中起著重要作用，因此植物病毒編碼蛋白與寄主植物葉綠體蛋白之間的互作也引起人們廣泛的關(guān)注。在Potyvirus屬病毒侵染植物過程中，目前發(fā)現(xiàn)參與互作的葉綠體蛋白可以分為3類：(1)促進(jìn)病毒復(fù)制；(2)參與寄主植物抗性；(3)正常的表達(dá)和作用被病毒干擾，與癥狀產(chǎn)生有關(guān)。關(guān)于Potyvirus屬病毒編碼蛋白與寄主植物葉綠體蛋白之間的互作，還有大量工作需要開展：(1)目前篩選互作蛋白的方法主要包括YTH、AP-MS、Pull-down等，只有作用強(qiáng)的蛋白質(zhì)被發(fā)現(xiàn)及得到驗證、分析，且發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)種類與植物的生長時期、操作者都有很大關(guān)系，因此，已報道的葉綠體蛋白只是很小一部分，還有待采用更加先進(jìn)的技術(shù)全面挖掘互作的葉綠體蛋白；(2)相當(dāng)一部分病毒蛋白與葉綠體蛋白互作的生物學(xué)意義未研究清楚，目前僅限于推測，需要結(jié)合生理學(xué)采用各種試驗方法進(jìn)行驗證；(3)至今僅發(fā)現(xiàn)葉綠體蛋白參與了Potyvirus屬病毒的復(fù)制過程，其是否也參與翻譯、移動等其他生命活動還有待發(fā)現(xiàn)。明確病毒蛋白與葉綠體蛋白的互作關(guān)系有助于理解病毒癥狀產(chǎn)生的原因，揭示病毒的致病機(jī)制和植物的抗病機(jī)制，進(jìn)而通過調(diào)控寄主植物蛋白的表達(dá)水平減輕病毒的侵染。

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Progress on Interaction between Potyviruses-coded Proteins and Chloroplast Proteins of Host Plants

YAN Zhaoling1,DUAN Junzhi1,FENG Lili1,CHEN Haiyan1,QI Hongzhi1,YANG Cuiping1,SHI Yan2,ZHANG Huifang1*

(1.Institute of Agricultural Economics and Information,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou 450002,China; 2.College of Plant Protection,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China)

Chloroplast is an important place for photosynthesis of plants,and it is also a common target attacked by many plant viruses.It plays an important role in viral infection of plants.On the one hand,the virus can commandeer compartment and contents of chloroplasts or even destroy chloroplasts for achieving infection and propagation,and on the other hand,chloroplasts and their constituents are actively involved in the defense response of plants to viruses.The effects of potyviruses infection on the chloroplast were summarized,and the roles of chloroplast proteins in the process of infection by potyviruses were particularly analyzed from the perspective of protein interaction,to provide references for further understanding the reasons of symptom production,and clarifying the mechanisms of virus infection and plant defense.

Potyvirus; chloroplast; protein interaction; replication; symptom; disease resistance

S432.4+1

A

1004-3268(2017)11-0001-06

2017-07-22

河南省科技攻關(guān)計劃項目(162102110102)

燕照玲(1983-)，女，河南孟州人，助理研究員，博士，主要從事植物病毒學(xué)研究。E-mail:yanzl83@126.com

*通訊作者：張會芳(1977-)，女，河南臨潁人，助理研究員，博士，主要從事農(nóng)業(yè)科技信息研究與服務(wù)。