玉米铁氧还蛋白V在甘蔗花叶病毒侵染过程中的功能研究

本课题研究了玉米Fd V和FdII对包括甘蔗花叶病毒（SCMV）在内的病毒侵染及其症状形成的影响。得到以下主要结果：（1）将质粒pGFP- Fd V与SCMV基因组RNA共转化玉米原生质体。结果表明，SCMV RNA水平为对照的约40%，即超量表达Fd V明显抑制SCMV复制。（2）利用雀麦花叶病毒（BMV）侵染性克隆(pC-BMV) 构建了质粒pC-BMV/Fd V，并接种玉米植株以瞬时沉默Fd V基因。与对照植株相比，在瞬时沉默Fd V基因植株上接种SCMV后，其系统叶的花叶症状更加严重，且SCMV RNA水平是对照植株的12.5倍，病毒粒子积累也极显著增加，表明瞬时沉默Fd V基因显著促进SCMV 侵染。（3）将质粒pGFP- Fd II与SCMV RNA共转化玉米原生质体。结果表明，SCMV RNA水平比对照高约23倍，即超量表达Fd II极显著促进SCMV的复制。（4）将pC-BMV/Fd II接种玉米植株以瞬时沉默Fd II基因。在瞬时沉默Fd II基因植株上接种SCMV后，其系统叶的花叶症状减轻，且SCMV RNA为对照植株的18%，表明瞬时沉默Fd II基因显著抑制SCMV基因组的复制。（5）将pGFP- Fd V 或pGFP- Fd II分别与玉米褪绿叶斑病毒（MCMV）基因组RNA或BMV的侵染性克隆体外转录物，分别共转化玉米原生质体。在转入pGFP- Fd V的原生质体中，MCMV和BMV 的RNA水平分别是对照的35%和70%；而在转入pGFP- Fd II的原生质体中，MCMV和BMV的 RNA水平分别是对照的150%和300%。这表明超量表达Fd V明显抑制MCMV和BMV 基因组复制，而超量表达Fd II，显著促进MCMV和BMV 基因组复制。.总之， Fd V基因表达水平上调显著抑制SCMV、MCMV和BMV基因组复制；而表达水平下调，可明显促进SCMV病毒粒子积累和基因组复制水平，且花叶症状更严重。我们认为Fd V可能是一种抗逆因子，能抵抗包括SCMV在内的病毒侵染。而具有相同生物学功能的Fd II则在病毒侵染中起着与Fd V完全相反的功能，该蛋白基因表达水平上调，极显著促进SCMV、MCMV和BMV基因组复制，表达水平下调则抑制SCMV基因组复制，同时使花叶症状明显减轻。