水稻条纹病毒与寄主植物翻译延伸因子1A的互作研究

Rice stripe disease, caused by Rice stripe virus (RSV), is one of the most economically important diseases in rice plant in China. Our previous research found: (1)RSV could infect Nicotiana benthamiana and induce typical mosaic symptoms; (2) Many virus encoded proteins,including RSV NS3, could interact with eukaryotic translation elongation factor 1A(eEF1A) from Oryza sativa. In this proposal, the interactions of eEF1As from two host plants with RSV encoded proteins or genomic nucleic acids will be further validated by yeast two-hybrid system, BiFC,UV-induced cross-linking, CoIP or Pulldown tests. In addition, the influences of overexpression or RNAi of eEF1A on RSV infection and replication will be analyzed by real-time quantitative PCR technique. Based on the above research, the role of eEF1A in viral multiplication would be illuminated preliminary. The study not only could lay the foundation for further functional analysis and pathogenicity mechanism of RSV, but also could provide new ideas for the control of rice stripe disease.

水稻条纹病毒（Rice stripe virus, RSV）引起的水稻条纹叶枯病是我国当前水稻生产最具威胁的病害之一。前期研究发现：（1）RSV能够侵染本氏烟并呈现典型的花叶症状；（2）酵母双杂交和BiFC实验初步检测包括RSV NS3在内的多种水稻病毒蛋白能够与 植物翻译延伸因子1A（eEF1A）相互作用。本项研究利用RSV能够侵染本氏烟的特点，通过荧光共定位、UV诱导的交联耦合、CoIP或Pulldown等实验进一步验证水两种寄主植物eEF1A与RSV的相互作用，通过实时定量PCR、过表达和RNAi eEF1A的水稻或本氏烟等实验来分析寄主植物eEF1A缺失或过表达对RSV侵染、复制和增殖的影响，解析eEF1A与病毒互作的方式和意义，探讨水稻条纹病毒利用eEF1A的策略或途径。研究结果可以为深入研究RSV的基因功能和致病机理奠定基础，也可为水稻条纹叶枯病的防治提供新思路。

水稻条纹病毒（Rice stripe virus, RSV）引起的水稻条纹叶枯病是我国当前水稻生产最 具威胁的病害之一，对RSV的基因功能和致病机理进行深入研究可为水稻条纹叶枯病的防治提供新思路。通过酵母双杂交、荧光互补、Pulldown实验证实了水稻和本氏烟的eEF1A与RSV编码的NS3能够相互作用，荧光共定位实验也显示eEF1A和RSV NS3蛋白在本氏烟细胞中能够共定位在一起。同时，通过eEF1A与类似于RSV锅柄状结构的单链DNA序列结合实验，推测eEF1A和RSV基因组核酸能够结合，可能起类似于有些单组分+ssRNA 病毒3`末端TLS（tRNA-like structure）结构结合eEF1A的功能。基于eEF1A与RSV NS3的互作，构建了水稻和本氏烟eEF1A过表达和RNAi载体，获得了转基因水稻和本氏烟。过表达和RNAi eEF1A 的本氏烟与对照植株在生物学性状上没有明显变化，与报道略有差别，但实时定量分析与报道趋势一致，即过表达eEF1A的转基因植株中eEF1A mRNA上调11%、RNAi eEF1A的转基因植株中eEF1A mRNA下调16%，RSV侵染过表达和RNAi eEF1A 的本氏烟，本氏烟中病毒含量分别增加13%和下降6%，说明寄主植物eEF1A表达量的变化能够影响体内RSV病毒的复制或增殖。但转基因水稻方面的实验未能得到预期结果，其原因是“过表达和RNAi”的相关载体转入水稻后，能够检测到转入成功，但在转基因水稻在eEF1A的基因表达量与非转基因植物无任何差异，这种情况下的RSV病毒侵染实验中病毒含量也没有差异。. 总之，项目研究证实了RSV NS3及其核酸能够与寄主植物eEF1A蛋白相互作用，说明水稻条纹病毒可能通过这两种互作利用eEF1A为病毒的转录或复制服务；项目研究进一步证实了寄主植物的eEF1A表达量和体内RSV病毒含量的变化趋势一致，进一步说明NS3与eEF1A的互作有利于病毒在寄主体内的复制和增殖。