热激蛋白90在小麦黄花叶病毒侵染中的作用研究

Wheat yellow mosaic virus (WYMV) is the main pathogen of wheat soil-borne virus disease which has caused huge economic losses. Previous works showed that the expression levels of various Heat shock proteins (Hsps) and Heat shock factors (Hsfs) were increased in wheat after WYMV infection. The interaction between Hsp90 and P1 of WYMV was confirmed by yeast two-hybrid. The transcription level of WYMV in the wheat leaves was reduced after treated by Hsp90 inhibitor. Based on this, we speculate that Hsp90 might involve in the infection of WYMV by interacting with P1. It is known that Hsp family members play important roles in replication, movement and other processes of plant viruses. But it is unclear whether Hsp family members take effect in WYMV infection. Here, the study on identification of the components during Hsp90-P1 interaction will be performed. Then the Hsp90-P1 interaction domain and interaction site in cells analyzed by subcellular co-localization will be confirmed. And the influence of inhibition of Hsp90 function in vivo to the P1 function, the replication and long distance transport of WYMV is intended to analyze. Through the above studies we can gain insight into the interaction mechanism and biological functions of Hsp90 and P1during WYMV infection. Here, the interaction between Hsp90 and P1 will be further confirmed. And based on this, the influence on the P1 function, the replication and long distance transport of WYMV by suppression of Hsp90 functions in vivo will be analyzed. All these studies will let us know better about the role of Hsp90 in the infection of wheat yellow mosaic virus.

小麦黄花叶病毒（wheat yellow mosaic virus，WYMV）是引发小麦土传病毒病的主要病原，严重危害小麦生产。我们前期工作发现，WYMV侵染后，小麦多种热激蛋白（Heat shock proteins，Hsps）及相关热激转录因子（Heat shock factors，Hsfs）表达水平上调；酵母双杂交显示小麦Hsp90蛋白与WYMV P1蛋白互作，Hsp90抑制剂处理后WYMV转录水平降低，我们推测Hsp90可能通过与P1互作影响WYMV侵染。目前已知Hsp家族在植物病毒的复制、运动等过程中具有重要功能，而关于该家族蛋白是否在WYMV侵染过程发挥作用还不清楚。本研究中，我们拟通过在验证Hsp90与P1互作的基础上，利用多种手段分析Hsp90对P1蛋白功能的影响以及对WYMV复制、长距离运输等的影响，从而了解小麦Hsp90在WYMV侵染过程中的作用。

小麦黄花叶病毒（wheat yellow mosaic virus，WYMV）是威胁我国冬小麦安全生产的重要病毒病害。种植抗性品种是解决WYMV危害的首要举措。热激蛋白（Heat shock proteins，HSPs）是植物中重要的分子伴侣蛋白，参与多种植物病毒的侵染过程；前期研究同样发现小麦热激蛋白90（Triticum aestivum Heat shock proteins 90，TaHSP90）与WYMV蛋白存在互作关系。为了进一步探究TaHSP90在WYMV侵染中的作用机制，本研究通过转录组测序分析明确了WYMV侵染可诱导大量TaHSPs及co-chaperone的表达，同时影响TaHSFs的表达，WYMV对不同TaHSF家族基因的影响不同，表明WYMV的侵染会触发寄主HSPs的表达调控网络。借助小麦叶片离体实验证明化学抑制TaHSP90和TaHSP70的功能对小麦叶片中WYMV病毒积累量降低，由此表明TaHSP90和TaHSP70可能在WYMV病毒积累过程中具有负调控作用。进一步利用co-IP+LC/MS技术验证了TaHSP90与WYMV存在互作关系，然后利用STRING构建WYMV-TaHSP90 PPI，初步表明了WYMV-TaHSP90互作复合体蛋白组分，其中TaHSP90与TaHSP70在一个互作网络亚集中，由此推测TaHSP90可能与TaHSP70互作共同参与WYMV侵染过程。利用BiFC、亚细胞共定位等技术验证了TaHSP90及co-chaperone SGT1、TaHSP23.6皆与WYMV蛋白存在直接互作关系，为寄主TaHSPs参与WYMV侵染过程提供直接证据。最后通过qRT-PCR分析了不同品种响应WYMV侵染时TaHSP90表达调控水平不同，进一步表明TaHSP90在WYMV侵染中的作用，并由此推测TaHSP90在品种抗WYMV过程中可能发挥重要作用。综上，本研究明确了TaHSP90参与WYMV的互作，且具有负调控作用；TaHSP90与WYMV的互作可能需要其他TaHSPs和co-chaperone的参与，而且这种互作可能在寄主防御WYMV过程中具有重要作用。