马铃薯X病毒编码的TGB2蛋白耦合病毒复制和运动的分子机理研究

The widely distributed potexviruses caused extraordinary losses to many crops in China. TGB2 protein encoded by potexviruses is necessary for viral cell-to-cell movement, however, its precise functions in the movement are unknown at present. Using potato virus X (PVX) as a model virus, we found that 1) TGB2 co-localizes with dsRNA in viral replication complexes (VRCs), and interact with viral RNA-dependent RNA polymerase (RdRp); 2) knock-out TGB2 not only abolished PVX cell-to-cell movement but also attenuated virus replication. These results suggested that TGB2 directly couples PVX replication and movement. In the present project, we will try to illustrate the molecular mechanism underlining TGB2 coupes PVX replication and cell-to-cell movement by analyzing interactions between TGB2 and RdRp, determining the influence of TGB2 on the localization of VRC to Pd, and identifying TGB2-interacting host factors involving in PVX movement. The results of this project will not only greatly enlarge our knowledge about TGB2 and the molecular mechanism of PVX cell-to-cell movement, but also provide the theoretical basis for developing new antivirus strategies.

马铃薯X病毒属病毒（potexviruses）在我国众多粮经作物上普遍发生并造成巨大危害。Potexviruses编码的TGB2蛋白是病毒细胞间运动的必要蛋白之一，但具体作用机理未知。以马铃薯X病毒（PVX）为研究对象，本课题组发现：1）TGB2和病毒复制产生的dsRNA共定位，并且和PVX的复制酶（RdRp）互作；2）敲除TGB2不仅阻断PVX的细胞间运动，而且影响PVX的复制。这些结果表明TGB2可能通过和RdRp互作直接耦合了PVX的复制和运动。在此基础上，本项目拟从以下3方面展开进一步研究：1）TGB2和RdRp互作的分子机理；2）TGB2对胞间连丝处的PVX运动复合体成分和结构的影响；3）挖掘与TGB2互作的关键寄主因子并初步阐明该寄主因子在病毒运动中的作用。本研究结果不仅将进一步揭示TGB2的功能和PVX细胞间运动的分子机理，而且为建立新的抗该属病毒策略提供理论基础。

本项目取得的成绩小结如下：1）对马铃薯X病毒复制产生的dsRNA的动态及其与RdRp的定位关系进行了分析；2）发现TGBp2通过中间结构域与RdRp的C端结构域直接互作；3）发现TGBp2与RdRp互作在病毒的复制和运动中都具有重要的作用，并根据结果构建了一种PVX弱毒疫苗；4）发现RdRp存在复杂的构象变化，并对其中膜相关结构域进行了定位。结合前人结果（TGBp2与TGBp3互作参与病毒运动）和本项目的结果，表明TGBp2通过分别与RdRp、TGBp3的互作耦合了病毒的复制与细胞间运动，阐明了本项目的关键的科学问题。申请人共发表SCI论文6篇，申请发明专利1项，毕业博士研究生1名，硕士研究生2名，其中1名转为博士研究生。