蛋白Y3對菸草花葉病毒的抑制機理研究

《蛋白Y3對菸草花葉病毒的抑制機理研究》是依託南昌大學，由吳麗萍擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：蛋白Y3對菸草花葉病毒的抑制機理研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：吳麗萍
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

Y3是申請人從毛頭鬼傘中提純的一種對菸草花葉病毒具有抑制活性的新蛋白，具有獨特的性質如分子量小，體外穩定性高等，在生物農藥開發和抗病毒基因育種中套用潛力巨大，但目前對其抗病毒機制缺乏深入研究。本項目將從三個方面對Y3的抗TMV機制進行探討（1）確定Y3能否與CP互作，並確定其互作位點；（2）鑑定Y3是否為一種RIP，並確定其抗TMV活性與RIP活性之間的關係，（3）研究蛋白能否誘導植物對病毒產生系統抗性。綜合以上實驗結果將就Y3對TMV的抑制機理提出較全面的觀點，這不僅在理論上有望闡明Y3與植物、TMV三者之間的互作關係，揭示自然規律，為轉基因育種和Y3蛋白作為生物農藥開發提供理論依據,並為其他類似抗植物病毒蛋白的研究提供借鑑。在實踐中則可為菸草抗病育種提供優質的新基因資源，在實驗中獲得的高效表達Y3蛋白的原核表達系統則為創製出具有自主智慧財產權的生物農藥及商品化生產Y3奠定物質基礎。

結題摘要

利用生物活性物質抑制病毒是農業上防治植物病毒病害的策略之一。Y3是項目負責人從毛頭鬼傘中提純的一種對菸草花葉病毒（Tobacco Mosaic Virus，TMV）具有抑制活性的新蛋白，具有獨特的性質如分子量小，體外穩定性高等，在生物農藥開發和抗病毒基因育種中套用潛力巨大，本項目就蛋白的抗性機理進行了一系列的研究，結果如下：（1）利用酵母雙雜交系統和雙分子螢光載體確定Y3能與TMV外殼蛋白（CP）在活體內外互作，定點突變位點對其互作沒有影響。（2）構建了Y3蛋白及突變體的原核表達系統，在IPTG終濃度1mmol/L、溫度37℃、轉速200r條件下，表達量最高，利用鎳柱對誘導表達後的菌體上清進行純化，蛋白Y3在咪唑濃度為200mM時達到最高洗脫峰，突變體Y3 T1在咪唑濃度為100、200mM時均得到較好的純化。經純化後證實能抑制TMV。（3）利用真核表達純化產物進行了Y3對菸草花葉病毒的抗性機理研究，結果表明Y3蛋白會誘導PAL及PPO酶活性升高，對β-1,3葡聚糖酶活性有很小的誘導作用，而在一天內即可誘導POD酶活升高。螢光定量PCR顯示Y3對PR1-a基因的表達量誘導升高作用不明顯，但能在不同程度上誘導PR1-b、NPR1、PAL基因表達量升高。綜上不僅就Y3對TMV的抑制機理提出較全面的觀點，那就是Y3既能通過與TMV CP互作直接抑制病毒在植物體內的增殖，也能系統性的誘導植物的抗病毒活性。而且項目組還獲得了具有抗病毒活性的Y3蛋白原核和真核表達系統。這在理論上闡明了Y3與植物、TMV三者之間的互作關係，為轉基因育種和Y3蛋白作為生物農藥開發提供理論依據,並為其他類似抗植物病毒蛋白的研究提供借鑑。在實踐中則為菸草抗病育種提供了優質的新基因資源，高效表達Y3活性蛋白的原核和真核表達系統則為創製出具有自主智慧財產權的生物農藥及商品化生產Y3奠定了物質基礎。