研究展现甘蔗花叶病毒滋扰RNA剪接促进侵染

 
 
研究展现甘蔗花叶病毒滋扰RNA剪接促进侵染  
 

克日，中国农业大学植物掩护学院传授周涛课题组在甘蔗花叶病毒（SCMV）相关研究上得到了新希望。研究发明，SCMV侵染改变了玉米八氢番茄红素合成酶基因（ZmPSY1）的转录本可变剪接模式，因此促进病毒侵染。相关成就颁发于《植物生理学报》。

SCMV是我国和非洲玉米出产上的一种主要病原，遍及漫衍于世界主要玉米产区，单独侵染玉米造成玉米矮花叶病导致玉米产量损失可达50%。假如SCMV与玉米褪绿斑驳病毒复合侵染，可造成玉米致死性坏死病导致玉米绝产。连年来，周涛课题构成立了玉米—SCMV病理研究系统，摸索病毒侵染致病的分子机制。

病原物侵染凡是滋扰真核寄主的RNA剪接模式。在病毒—植物互作中，今朝还不清楚病毒对寄主可变剪接模式的改变到底是其侵染进程中的附带效应，照旧一种病毒调控寄主基因表达，进而有利于其侵染致病的机制。

论文第一作者、周涛课题组博士生杜开通先容，他们研究阐明白SCMV侵染引起的玉米转录组和卵白组变革，功效表白可变剪接在病毒侵染引起的卵白组差别中发挥主要浸染。在组学数据中他们留意到一个光合色素合成途径的要害酶ZmPSY1，病毒侵染玉米后ZmPSY1总的转录程度显著低落且其转录本蒙受可变剪接，但有趣的是，它的卵白程度和康健玉米对比没有显著变革；再按照SCMV侵染玉米引致的花叶特点（图一），研究人员把研究聚焦到了ZmPSY1。随后，他们判断了ZmPSY1在玉米叶片中表达的2个转录本T001和T003，个中T001表达程度高，T003表达程度低；T001和T003的5’非翻译区（UTR）和编码区均一致，不同在于T001的3’非翻译区较短（图二）。ZmPSY1无义突变体玉米植株则低落了对SCMV侵染的敏感性并表示轻微花叶症状（图三），表白ZmPSY1参加SCMV的高效侵染及花叶症状水平。

图一 SCMV侵染玉米幼苗后的系统叶片症状的形成（A图，白色虚线框中指示病毒侵染症状）陪伴着光合色素的显著淘汰（B图）

图二 ZmPSY1基因在玉米叶片中表达的2个转录本T001和T003编码区（赤色矩形暗示）一致但3’非翻译区（玄色边框矩形暗示）具有不同

图三 ZmPSY1基因突变体玉米（d13和d14）低落了对SCMV侵染的敏感性（SCMV的复制增殖程度显著低落）并表示轻微花叶症状

那么，T001和T003相对表达程度的变革是如何参加ZmPSY1卵白程度的维持？研究人员操作RNA布局预测发明表白T003在更长的3’-非翻译（UTR）区域会形成高级布局，而T001不具有这样的特点（图四A）。通过体内和体外的模仿翻译尝试证实了T001的3’-UTR序列比T003的3’-UTR序列具有更高的加强翻译效率（图四）。又通过病毒诱导的ZmPSY1基因沉默沉静尝试，发明对表达程度较高的T001沉默沉静效率更高，这种高效沉默沉静倒霉于SCMV的复制增殖及花叶症状的表示。由此说明，高表达程度和高翻译效率的T001在SCMV侵染中饰演重要浸染。

图四 转录本T001的3?-非翻译区（UTR）序列具有显著高于T003的3’-UTR序列的加强翻译效率