中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (19): 3799-3813.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.19.001
于哲(), 周芳雪, 刘润发, 田雅琦, 吉好木哈, 王勇翔, 冯雯蜜, 牟可欣, 井妍(
), 李海燕(
)
收稿日期:
2025-04-07
接受日期:
2025-06-06
出版日期:
2025-10-01
发布日期:
2025-10-10
通信作者:
联系方式:
于哲,E-mail:3314518435@qq.com。
基金资助:
YU Zhe(), ZHOU FangXue, LIU RunFa, TIAN YaQi, JIHAO MuHa, WANG YongXiang, FENG WenMi, MOU KeXin, JING Yan(
), LI HaiYan(
)
Received:
2025-04-07
Accepted:
2025-06-06
Published:
2025-10-01
Online:
2025-10-10
摘要:
【目的】由大豆花叶病毒(soybean mosaic virus,SMV)引起的大豆花叶病毒病是大豆最具危害的病毒性病害之一,严重影响大豆的产量和品质。利用酵母文库筛选与SMV核内含体蛋白(NIa-Pro和NIb)互作的寄主蛋白,为深入解析SMV的侵染机制及大豆抗病机制提供理论依据及新思路。【方法】首先,从大豆花叶病毒病株系SMV-HN中分别克隆NIa-Pro和NIb,将其重组至pGBKT7酵母载体以构建诱饵质粒,通过酵母双杂交文库筛选技术鉴定与2个病毒功能蛋白互作的大豆寄主蛋白。其次,克隆编码外膜孔蛋白16(outer envelope pore protein 16-1,OEP16)的寄主蛋白基因GmOEP16,并通过酵母双杂交(Y2H)和荧光素酶互补试验(LCA)明确GmOEP16与NIa-Pro和NIb的互作关系。再次,利用荧光定量PCR分析GmOEP16在SMV侵染和外源激素诱导下的表达模式。最后,采用病毒诱导的基因瞬时沉默技术(VIGS)对GmOEP16在SMV病程反应中的功能进行验证。【结果】成功构建pGBKT7-NIa-Pro和pGBKT7-NIb诱饵质粒,分别筛选到12个与NIa-Pro和NIb互作的大豆寄主蛋白。利用Y2H试验,验证NIa-Pro与GmOEP16和GmDEG5,以及NIb与GmOEP16、GmZC3H18和GmAHP1存在相互作用;进一步通过LCA试验,明确GmOEP16与NIa-Pro和NIb均可发生相互作用。表达模式分析显示,GmOEP16可以响应SMV的诱导,并可在反应初期快速地响应水杨酸和脱落酸的诱导。VIGS试验表明,有效沉默GmOEP16后,相较于对照组,沉默植株叶片没有出现明显的感病症状,且SMV外壳蛋白(coat protein,CP)基因SMV-CP的表达量显著降低,即大豆增强了对SMV的抗性,说明该基因可负调控大豆对SMV的抗性。【结论】成功构建了pGBKT7-NIa-Pro和pGBKT7-NIb诱饵载体,并各筛选得到12个与它们互作的大豆寄主蛋白。其中,GmOEP16与SMV核内含体蛋白NIa-Pro和NIb存在相互作用;GmOEP16可响应SMV的诱导且负调控SMV抗性,促进SMV的侵染。
于哲, 周芳雪, 刘润发, 田雅琦, 吉好木哈, 王勇翔, 冯雯蜜, 牟可欣, 井妍, 李海燕. 利用酵母双杂交系统筛选与大豆花叶病毒核内含体蛋白互作的大豆寄主因子[J]. 中国农业科学, 2025, 58(19): 3799-3813.
YU Zhe, ZHOU FangXue, LIU RunFa, TIAN YaQi, JIHAO MuHa, WANG YongXiang, FENG WenMi, MOU KeXin, JING Yan, LI HaiYan. Screening for Soybean Host Factors that Interact with Soybean Mosaic Virus Nuclear Inclusion Proteins Using the Yeast Two-Hybrid System[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(19): 3799-3813.
表1
SMV-NIa-Pro的潜在互作蛋白"
编号 Number | 基因号 Gene identifier | 克隆数量 No. of clones | 基因描述 Gene description |
---|---|---|---|
1 | Glyma.06G080100 | 1 | 肌动蛋白纤维包被蛋白——原肌球蛋白 Actin filament-coating protein tropomyosin |
2 | Glyma.02G247800 | 1 | 富丝氨酸/精氨酸剪接因子 Serine/arginine rich splicing factor |
3 | Glyma.11G072700 | 2 | 含FG-GAP重复蛋白 FG-GAP repeat-containing protein |
4 | Glyma.13G219400 | 3 | 叶绿体类蛋白酶5 Protease do-like 5, chloroplastic |
5 | Glyma.02G184800 | 5 | 外膜孔蛋白16-1,叶绿体 Outer envelope pore protein 16-1, chloroplastic |
6 | Glyma.05G225000 | 1 | 线粒体加工肽酶/加工增强肽酶 Mitochondrial processing peptidase/Processing enhancing peptidase |
7 | Glyma.13G162800 | 1 | 无机二磷酸酶/焦磷酸磷酸水解酶 Inorganic diphosphatase/Pyrophosphate phosphohydrolase |
8 | Glyma.07G034800 | 2 | 亚油酸13S-脂氧合酶/亚油酸9S-脂氧合酶/亚油酸9-脂氧合酶 Linoleate 13S-lipoxygenase/lipoxidase//linoleate 9s-lipoxygenase/linoleate 9-lipoxygenase |
9 | Glyma.06G118000 | 2 | 蓝藻和叶绿体NDH-1亚基M(NdhM) Cyanobacterial and plastid NDH-1 subunit M (NdhM) |
10 | Glyma.02G002000 | 1 | 甲基-6-植烷基-1,4-羟醌甲基转移酶,叶绿体 Methyl-6-phytyl-1,4-hydroquinone methyltransferase, chloroplastic |
11 | Glyma.09G010700 | 1 | 溶质运载家族成员13 Solute carrier family 13 member |
12 | Glyma.04G166700 | 1 | 肽脯氨酰顺反异构酶 Peptidyl-prolyl cis-trans isomerase |
表2
SMV-NIb蛋白互作的12个大豆寄主因子"
编号 Number | 基因号 Gene identifier | 克隆数量 No. of clones | 基因描述 Gene description |
---|---|---|---|
1 | Glyma.17G159000 | 1 | 生长因子蛋白相关 Growth factor protein-related |
2 | Glyma.15G275600 | 1 | 光系统Ⅱ5 kDa蛋白,叶绿体 PhotosystemⅡ 5 kDa protein, chloroplastic |
3 | Glyma.11G102300 | 2 | 含FG-GAP重复蛋白 FG-GAP repeat-containing protein |
4 | Glyma.18G002800 | 1 | 硒结合蛋白 Selenium-binding protein |
5 | Glyma.06G172000 | 1 | 肽酶Ⅰ锌金属蛋白酶(M18) AminopeptidaseⅠ zinc metalloprotease (M18) |
6 | Glyma.05G135300 | 1 | 液泡磷酸合成酶亚基f Vacuolar ATP synthase subunit f |
7 | Glyma.13G352100 | 2 | 60S核糖体蛋白L28 60S ribosomal protein L28 |
8 | Glyma.05G216000 | 3 | 含锌指CCCH结构域的蛋白18 Zinc finger CCCH domain-containing protein 18 |
9 | Glyma.11G140500 | 1 | RNA聚合酶Ⅱ转录亚基37e相关介质 Mediator of rna polymeraseⅡ transcription subunit 37e-related |
10 | Glyma.09G008100 | 1 | 叶绿体相关质体脂质相关蛋白3 Plastid-lipid-associated protein 3, chloroplastic- related |
11 | Glyma.02G184800 | 4 | 外膜孔蛋白16-1,叶绿体 Outer envelope pore protein 16-1, chloroplastic |
12 | Glyma.15G099800 | 3 | 含组氨酸磷酸转移蛋白1 Histidine-containing phosphotransfer protein1 |
表3
GmOEP16启动子中的部分顺式作用元件"
元件 Element | 序列 Sequences | 作用 Function |
---|---|---|
HD-Zip 1 | TAAT | 参与叶绿体中层细胞分化的元素 Element involved in differentiation of the palisade mesophyll cells |
ARE | ATTG | 厌氧诱导所必需的顺式作用调控元件 Cis-acting regulatory element essential for the anaerobic induction |
TCT-motif | TCTTAC | 光敏元件的一部分 Part of a light responsive element |
I-box | TATAATAAT | 光敏元件的一部分 Part of a light responsive element |
AE-box | AGAAACTT | 光响应模块的一部分 Part of a module for light response |
Gap-box | CAAATGAA(A/G)A | 光敏元件的一部分 Part of a light responsive element |
TATA-box | TATA(A/T)A(A/T) | 转录起点-30附近的核心启动子元件 Core promoter element around -30 of transcription start |
GATA-motif | AAGGATAAGG | 光敏元件的一部分 Part of a light responsive element |
TC-rich repeats | ATTCTCTAAC | 参与防御和应激反应的顺式作用元件 Cis-acting element involved in defense and stress responsiveness |
ABRE | CGCACGTGTC | 参与脱落酸反应的顺式作用元件 Cis-acting element involved in the abscisic acid responsiveness |
AT1-motif | AATTATTTTTTATT | 光响应模块的一部分 Part of a light responsive module |
TCA-element | CCATCTTTTT | 参与水杨酸反应的顺式作用元件 Cis-acting element involved in salicylic acid responsiveness |
GCN4_motif | TGAGTCA | 参与胚乳表达的顺式调控元件 Cis-regulatory element involved in endosperm expression |
MBS | CAACTG | 涉及干旱诱导性的MYB结合位点 MYB binding site involved in drought-inducibility |
Box 4 | ATTAAT | 参与光响应的保守DNA模块的一部分 Part of a conserved DNA module involved in light responsiveness |
CAAT-box | CAAT | 启动子和增强子区域的共同顺式作用元件 Common cis-acting element in promoter and enhancer regions |
MRE | AACCTAA | 参与光响应的MYB结合位点 MYB binding site involved in light responsiveness |
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