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甘薯是重要的粮食经济农作物,而甘薯病毒病是制约甘薯产业发展的重要因素之一。国内已报道可侵染甘薯的病毒有十余种,在田间多复合侵染危害,对甘薯正常生长发育造成更加严重的影响。山东省是甘薯主要种植区之一,而当前甘薯病毒对山东省主栽品种的具体危害情况还尚未有系统分析。为了明确病毒复合侵染对山东省主栽品种的危害,分析病毒复合侵染阻碍甘薯生长发育的分子机制,本研究选取两种品质类型的山东省主栽品种作为研究对象开展工作(淀粉型品种:济薯21和济薯25;鲜食型品种:济薯26和烟薯25)。分别采集田间表现明显病毒病症状(有症)和不表现明显病毒病症状(无症)的样品进行病毒检测,确定了侵染甘薯的主要病毒为甘薯羽状斑驳病毒(Sweet potato feathery mottle virus,SPFMV)、甘薯褪绿矮化病毒(Sweet potato chlorotic stunt virus,SPCSV)、甘薯潜隐病毒(Sweet potato latent virus,SPLV)、甘薯G病毒(Sweet potato virus G,SPVG)、甘薯C病毒(Sweet potato virus C,SPVC)、甘薯病毒2(Sweet potato virus 2,SPV2)、甘薯褪绿斑病毒(Sweet potato chlorotic fleck virus,SPCFV)和甘薯曲叶病毒(Sweet potato leaf curl virus,SPLCV)。检测结果表明,多数田间样品可检出病毒;其中有症的样品多由4种以上病毒复合侵染,单份样品最多可检出7种病毒。无症的部分样品中同样可检出病毒,由此进一步证明了单种或少数几种甘薯病毒复合侵染时可能对甘薯生长不会产生严重影响,而多种甘薯病毒的复合侵染更易导致协生而加重病毒病危害。4个品种的有症叶片表现多种症状类型,品种间无差异;通过对卷叶类样品中病毒类型进行统计,初步推测症状类型与病毒复合侵染组成结构有关。收获期分别对有症株和无症株的块根进行产量测定、形态观察及品质分析,结果显示各品种有症株的产量都有所降低,块根大小、薯重都相应减少。营养品质分析显示,与无症株相比,济薯25有症株块根干物率和可溶性糖、类胡萝卜素含量降低,而淀粉含量升高,可溶性蛋白含量无明显差异;济薯26无症株与有症株块根的干物率、淀粉、类胡萝卜素含量相似,而与无症株相比,有症株样品可溶性糖含量较高、可溶性蛋白含量较低。甘薯病毒复合侵染机制复杂,致病机理不明确,与病毒侵染相关甘薯基因的功能研究也还较有限。为了进一步分析甘薯病毒复合侵染如何对甘薯生长发育产生影响,探究甘薯病毒致病机理,以济薯25为研究对象,选取由7种病毒协同侵染的叶片样品和无毒样本进行转录组分析。结果发现病毒复合侵染样品与对照相比差异表达基因上调的有6174个,下调的有5078个。KEGG分析显示差异表达基因主要集中在糖类脂类代谢、类黄酮合成、植物激素信号转导、亚麻酸代谢、植物与病原物互作、类胡萝卜素合成等途径,其中植物与病原物互作、植物激素信号转导途径和甘油磷脂代谢途径中大量基因发生上调。为了继续开展与病毒侵染相关寄主基因的表达分析,明确在病毒感染样品中稳定表达的内参基因尤为重要。本研究选取了8个常用内参基因作为候选基因,开展适用于感染病毒的甘薯叶片和块根样品中内参基因的筛选研究。通过ge Norm、Best Keeper和Norm Finder 3个软件的综合评测,最终筛选出适用于感染病毒的甘薯叶片样品中稳定表达的内参基因:ARF和UBI;感染病毒的块根样品中稳定表达的内参基因:ACT。并进一步对辅助分子伴侣FKBP 43(Gene ID:g56373)和SGT1基因同源物(Gene ID:g20612)进行荧光定量PCR验证,结果和转录组测序一致。分子伴侣及辅助分子伴侣已被大量研究证明与多种病毒的侵染过程相关。目前关于甘薯基因在病毒侵染中的功能研究还较有限。辅助分子伴侣蛋白SGT1是一种参与病毒侵染的多功能寄主蛋白,已有研究证明甘薯中也存在SGT1同源基因。为进一步开展与病毒互作的寄主基因功能研究,探究甘薯病毒危害机理,本研究克隆获得了2个甘薯SGT1同源基因:Ib SGT1a和Ib SGT1b,长度分别为1086 bp和1107 bp;保守结构域分析显示两条序列都含有SGT1蛋白特征性保守结构域:TPR、CS和SGS。序列同源性分析结果显示,Ib SGT1a和Ib SGT1b与番薯的两个SGT1基因同源性最高,分别为99.26%和99.10%。进一步对Ib SGT1a与Ib SGT1b进行了组织特异性分析,结果显示,Ib SGT1a和Ib SGT1b在甘薯植株各组织中均有表达,其中在不定根和叶片中表达量最高。亚细胞定位显示Ib SGT1a和Ib SGT1b在胞质和细胞核中均有分布。通过荧光定量PCR进一步验证,Ib SGT1在多病毒复合侵染的情况下表达量较高,与转录组结果一致,由此初步推测甘薯SGT1可能参与甘薯病毒复合侵染的过程。