中国小麦花叶病毒（CWMV）来源的vsiRNA-40调控TaELP3基因及其对寄主抗病性的影响

Virus-derived small interfering RNAs (vsiRNAs) at the core of plant-virus interaction. Now the pathogenic and molecular mechanisms of Chinese wheat mosica virus (CWMV) still remain little know. The interactions of the CWMV and its vsiRNAs has not been reported until now. Previously, the characterization of siRNAs derived from CWMV were analysised and the full cDNA clone was constructed sucessfully. Furthern research showed that the vsiRNA-40 target the TaELP3 gene by the degradome and small RNA sequencing. In this research we will used the Northern-blotting, 5'-RACE, transient expression technique and mutation technique to furthern indentify the vsiRNA-40 regulated the TaELP3.and its effect to host resistance. These results will contribute to a better understanding the CWMV pathogenic mechanism and provide a new sight to interaction of vsiRNAs and host.

病毒来源的small RNA(vsiRNAs)在病毒与寄主的互作中具有重要的作用。目前，有关中国小麦花叶病毒（Chinese wheat mosica virus,CWMV）的分子生物学研究尚未深入开展，而对于该病毒来源的vsiRNAs及其与寄主的互作关系未见报道。在本项目的前期工作中，申请者构建了具有侵染活性的CWMV全长侵染性克隆，并利用small RNA测序、降解组测序、Northern-blotting的方法获得一个高丰度表达的vsiRNA-40及其可能寄主靶基因TaELP3。因此，本项目拟在前期工作基础上，利用5‘-RACE、瞬时表达技术、点突变技术以及反向遗传技术等各种分子生物学的方法系统的鉴定vsiRNA-40调控靶基因TaELP3对寄主抗病性的影响。本项目的开展有望为CWMV致病机理提供科学依据，从而为进一步分析vsiRNA与寄主的互作提供新的依据。

中国小麦黄花叶病毒（CWMV）是危害我国小麦生产上的重要病毒之一，其致病机制至今也未阐明。本研究成功的构建了能够侵染小麦和本氏烟的CWMV的全长侵染性克隆，利用缺失突变验证该病毒的两个次要外壳蛋白对病毒的侵染、复制、运动及病毒粒子的形成是非必需的。通过室内不同温度下接毒实验证明了，CWMV的最佳侵染温度为17℃。通过small RNA高通量测序和降解组测序联合分析发现来源于CWMV基因组的vsiRNA-40的靶基因为TaELP3。5’RACE和本氏烟细胞瞬时表达实验也证明了vsiRNA-40在细胞内对TaELP3存在切割。进一步分析发现，在小麦植株内沉默TaELP3的表达有利于CWMV基因组的复制；反之，在本氏烟中瞬时过表达TaELP3抑制CWMV基因组在植物细胞内的复制。亚细胞定位分析发现TaELP3主要分布于内质网上。利用转基因技术获得超表达TaELP3的小麦转基因株系，摩擦接种CWMV后发现CWMV的复制量显著降低。qRT-PCR结果显示内质网胁迫应答反应相关基因和JA响应通路关键基因的相对表达量在TaELP3过表达转基因植株中显著上调，而在TaELP3沉默植株中显著下调。利用液质色谱分析GA、JA、IAA含量在沉默或过表达TaELP3植株中的变化情况，结果显示JA在TaELP3沉默植株中含量明显下调而在过表达TaELP3植株中含量显著上调。然而，GA、IAA的含量在沉默或过表达TaELP3植株中无明显变化。综上所述，我们推测CWMV通过vsiRNA-40调控寄主TaELP3基因的表达，阻碍寄主内质网胁迫信号通路，从而抑制寄主对病原物JA响应途径，促进CWMV在植物体内的复制。另外，在本研究的基础上，我们也证明了小麦的HSP70蛋白通过与CWMV的RdRp蛋白互作，促进CWMV的复制。以上研究结果，揭示了CWMV一种新的致病机制，拓宽了病毒来源的vsiRNA调控寄主基因表达的证据，为今后的抗病育种提供新的理论依据。