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小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosiaic virus,WYMV)是马铃薯 Y 病毒科(Potyviridae)大麦黄花叶病毒属(Bymovirus)成员。关于小麦黄花叶病症状形成机制研究比较少,本课题组前期通过酵母双杂交筛选小麦cDNA文库,发现TaFtsH2蛋白部分片段与WYMV CP互作。外壳蛋白(coat protein,CP)是病毒唯一的结构蛋白,参与病毒粒子的包装、移动和症状表现等过程。FtsH2蛋白是AAA蛋白酶家族成员,参与植物叶绿体光损伤修复和类囊体发育进程。为进一步研究TaFtsH2与WYMV CP互作关系,探究WYMV CP与TaFtsH2蛋白互作在病毒侵染与症状表现中发挥的功能,进行了以下研究工作:1.TaFtsH2生物信息学分析克隆了小麦TaFtsH2基因CDS序列并利用生物信息学软件分析了TaFtsH2基因的相似性及结构域。结果显示TaFtsH2蛋白具有N端的跨膜结构域、中间的AAA结构域和C端的Peptidase_M41结构域。TaFtsH2氨基酸序列与山羊草的序列相似度最高,达到100%;其次为二穗短柄草,序列相似度为95.25%;与玉米、水稻和高粱的氨基酸序列相似性也大于90%,分别为 91%、92.02%、91%。2.WYMV CP与TaFtsH2蛋白互作验证重组质粒pGADT7-TaFtsH2与pGBKT7-CPWYMV共转酵母感受态细胞,结果表明WYMV CP与TaFtsH2蛋白互作。将含有TaFtsH2-YFPn和CPWYMV-YFPc重组质粒的农杆菌共浸润烟草,激光共聚焦显微镜下观察到绿色荧光,证明WYMVCP与TaFtsH2蛋白互作。3.WYMV CP与TaFtsH2蛋白的共定位分析将WYMV CP与TaFtsH2序列克隆到荧光表达载体上,浸润烟草48 h后观察发现CP-GFP单独表达时主要定位在细胞质中,TaFtsH2-GFP蛋白单独表达时主要定位在细胞质和细胞核中,少量定位在叶绿体中。当CP-RFP与TaFtsH2-GFP蛋白同时表达时两者亚细胞定位没有发生明显改变,且主要共定位于细胞质中。4.WYMV侵染小麦后对TaFtsH2表达量的影响通过实时荧光定量PCR检测TaFtsH2 mRNA相对含量,结果显示TaFtsH2 mRNA相对量随病叶严重度增加出现先升高后下降的趋势;1级和2级病叶与健康叶片相比TaFtsH2表达量显著上调,分别上调1.72倍和2.81倍,3级和4级病叶TaFtsH2表达量又恢复到健康叶片水平。5.NbFtsH2对病毒侵染的影响克隆了烟草NbFtsH2全长,其氨基酸序列与TaFtsH2整体相似度达到82.88%,酵母双杂交证明其与TuMV CP互作。利用VIGS技术沉默NbFtsH2,本氏烟的叶片出现退绿黄化的现象。注射接种TuMV-GFP侵染性克隆,与对照相比TuMV在NbFtsH2基因沉默的本氏烟中表达量明显减少,说明FtsH2基因与症状表现有关,沉默NbFtsH2基因不利于TuMV的侵染。本研究对了解WYMV的症状形成机制具有一定意义。