[00123298]叶绿体蛋白乙酰化参与CWMV复制的分子机制研究

项目的背景和意义： 中国小麦花叶病毒病害发生趋势不断扩大,土传病毒病害防治是世界难题 中国小麦花叶病毒（Chinese wheat mosaic virus, CWMV）是本实验室于上世纪九十年代在我国山东冬小麦上鉴定的一种由禾谷多黏菌传播的土传病毒（Chen, 1993; Diao et al., 1999）。近年来中国小麦花叶病毒复合侵染的病区不断扩大,导致小麦减产10%-30%,甚至是70%,严重威胁我国小麦粮食生产安全（Chen, 1993）。2018年冬季由于雨水充足,低温持续时间长,中国小麦花叶病毒发病尤为严重。到目前为止尚未研究出有效且有针对性的防治土传病毒病害的防治措施,生产上唯一有效的防治办法是选育抗病品种,但抗性种质资源较匮乏以及其致病机理尚未明确,导致抗病品种的选育十分困难,以至于防控该病毒病害仍是世界性难题（陈剑平 et al,2005）。随着能够成功侵染寄主植物小麦和模式植物本氏烟的CWMV侵染性克隆的获得和小麦基因组图谱的绘制完成,为申请者研究寄主小麦与CWMV的识别及互作关系奠定了基础。深入从分子水平阐明该病毒的致病机理及寄主抗病机制具有重要的现实意义,有助于寻找新的病毒防治策略和培育新的抗病品种。 研究目的意义： 为了研究寄主赖氨酸乙酰化在病毒侵染过程中的变化及作用,我们对中国小麦花叶病毒（CWMV）侵染和未侵染病毒的本式烟植株的赖氨酸乙酰基组进行了鉴定分析。我们共鉴定了1964个蛋白上的4803个赖氨酸位点发生乙酰化。比较后发现CWMV侵染后422蛋白的747个位点乙酰化水平上调,主要是叶绿体定位的蛋白质和组蛋白;另外,102个蛋白的150个位点乙酰化水平下调。我们推测叶绿体乙酰化有利于CWMV 的侵染。叶绿体蛋白乙酰化是如何调控病毒的致病性和病毒侵染后的症状形成？这将是本项目拟研究的主要内容。 本项目以CWMV侵染后寄主叶绿体蛋白乙酰化水平变化为切入点,深入阐述叶绿体蛋白乙酰化参与调控CWMV的致病性及症状形成的分子机理。这些研究结果对认识其它病毒与寄主的互作具有重要的借鉴意义。同时,对培育新的抗病毒品种也具有重要的指导意义。 研究目标： 1、阐明叶绿体蛋白乙酰化在病毒复制过程中存在生物学功能。 2、明确特定叶绿体蛋白乙酰化直接参与病毒复制过程。本项目的完成可望为揭示病毒与寄主间的互作分子机制提供参考;同时为培育新的抗病品种提供试验依据。 研究成果： 项目测定了CWMV侵染前后的烟草乙酰化修饰组学,发现CWMV侵染后寄主蛋白总体乙酰化水平上升,其中一系列叶绿体蛋白的乙酰化修饰水平显著上调。通过Western blot技术验证了组学的数据发现叶绿体蛋白在CWMV侵染后乙酰化水平显著上调,项目进一步挑选了2个叶绿体蛋白研究其乙酰化修饰在CWMV侵染过程中的作用,发现这两个叶绿体蛋白的沉默促进CWMV的侵染;叶绿体蛋白乙酰化减弱能够促进CWMV的侵染。相关研究结果发表了2篇SCI论文。