植物Rubisco小亚基在植物病毒侵染中的作用

Tobacco mosaic virus (TMV) is a virus that causes serious disease in in agriculture. Movement protein (MP) of TMV is involved in virus movement, symptom. In order to understand the mechanism of plant virus infection. We screened yeast 2-hybrid library by using TMV MP as a bait. And found that TMV MP interacts with small subunit of Rubisco (RbCS). Our preliminary data suggests that NbRbCS interacts with TMV MP in vivo and silencing of NbRbCS causes more TMV infection foci and reduces TMV cell-to-cell movement and systemic infection. This study will study the role of interaction between TMV MP and NbRbCS in virus infection, symptom and host susceptibility. This project will help to understand how virus infect plants.

TMV是严重危害农业生产的植物病毒，TMV运动蛋白（MP）涉及病毒运动和症状的产生，为了理解植物病毒侵染的机制，我们用TMV MP做诱饵筛选酵母双杂交文库，我们发现植物叶绿体蛋白RubisCo小亚基（RbCS）与TMV MP互作，我们利用Co-IP和LCI初步验证了MP与RbCS在植物体内的互作，初步研究表明RbCS基因沉默可导致TMV可导致更多的侵染点，而细胞间运动和系统运输变慢。本课题将进一步研究RbCS与MP互作的定位、互作在TMV侵染、症状和致病性等过程中的作用，我们的研究可加深对病毒侵染机制的理解。

TMV MP既负责病毒的细胞间运动和系统运输，又与叶绿体和光合作用的抑制直接相关。筛选得到与MP互作的核编码叶绿体蛋白因子核酮糖羧化酶Rbuisco小亚基RbCS，利用生化手段确认了MP与RbCS在体外和寄主植物内均具有相互作用；MP N-端胞质结构域和中部ER结构域负责MP与RbCS的相互作用。MP与RbCS在细胞内的互作区域位于MP诱导形成的细胞质内涵体和胞间连丝；MP可以改变RbCS亚细胞定位，使RbCS聚集在细胞质内涵体和胞间连丝。.VIGS沉默RbCS延缓TMV细胞间运动和系统运输，说明RbCS-MP的相互作用对于TMV的运动至关重要；同时，RbCS沉默导致TMV在接种叶片内的侵染水平提高，而寄主本生烟草内病程相关蛋白PR-1a基因的表达水平降低，说明RbCS对于本生烟草的易感性和TMV的侵染力具有调节作用。RbCS沉默导致Tm-22介导的极端抗性减弱为超敏反应(HR)，说明RbCS参与并正向调控Tm-22介导的TMV抗性。.RbCS是首次报道的与MP互作并直接参与病毒细胞间运动的叶绿体蛋白，此工作揭示了叶绿体因子与病毒侵染的直接相关性；MP可以募集RbCS至内涵体和胞间连丝，提示了病毒引起寄主症状的可能机制；RbCS沉默导致TMV的侵染力提高和Tm-22介导抗性的减弱，说明RbCS正向调控Tm-22介导的TMV抗性，首个参与Tm-22免疫反应的蛋白因子。