发布时间 : 星期六 文章拟南芥Ferrodoxin基因与甜菜曲顶病毒(BCTV)作用机制研究 - 图文更新完毕开始阅读
ａｃｉｄＭｕｒａｓｈｉｇｅａｎｄｓａｌｔｍｉｘｔｕｒｅＳｋｏｏｇｂａｓａｌＭＳ基本盐Ｒｉｆａｍｐｉｃｉｎ利福平Ｖ姜威中山大学硕士论文拟南芥Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ基因与甜菜曲顶病毒（ＢＣＴＶ）作用机制的研究第一章：前言１．１文献综述１．１．１双生病毒研究进展双生病毒（Ｇｅｍｉｎｉｖｉｒｕｓ）是一组具有双生颗粒形态的单链环状ＤＮＡ植物病毒（ＬａｚａｒｏｗｉｔｚＳＧ．．１９９２；ＴｉｍｍｅｒｍａｎｓＭＣ．ｅｔａ１．，１９９４；ＤｈａｒＡＫ．，ｅｔａｌ，１９９５）。典型的双生病毒为１８×３０ｎｍ颗粒，基因组大小为２．５～３．０ｋｎｔ。双生病毒研究已成为植物病毒学最活跃的领域之一。双生病毒的介体传播在自然界中以昆虫为介体为多。饲毒所需时间、潜伏期、在介体中的存留和接种传毒所需时间依不同的病毒和介体而不同。病毒在介体中不增殖，虫卵不带毒。其传毒效率常依赖于饲毒时期和植物中的病毒浓度。双生病毒的传播首先涉及病毒粒子进入昆虫肠道、再进入昆虫的循环系统（体腔）、然后进入唾液腺，最终通过唾液腺进入植物。粉虱传毒的专一性决定于体腔一唾液腺屏障（ＣｏｈｅｎＳＪ．，ｅｔａｌ，１９８９）。病毒一昆虫相互作用的特异性由昆虫和病毒两方面决定，例如叶蝉，主要由一个与性连锁的显性基因控￥１ｊ（ＭｕｒｐｈｙＦＡ．，ｅｔａｌ，１９９５）；在病毒方面，似乎由病毒的外壳蛋白决定，用甜菜曲顶病毒的外壳蛋白基因代替非洲木薯花叶病毒的外壳蛋白基因构建的嵌合病毒，胄＆被甜菜曲顶病毒的介体叶蝉传播，表明外壳蛋白与昆虫介体直接相关（ＢｆｉｄｄｏｎＲＷ．，ｅｔａｌ，１９９０）。依据基因组结构和介体，双生病毒被划分为三个亚组，亚组Ｉ，亚组ＩＩ和亚组ⅡＩ。亚组Ｉ至少有１０个成员，基因组为单组份，大小为２．６～２．８ｋｎｔ。亚组ＩＩ双生病毒基因组为单组份。大小为２．７～３．０ｋｎｔ，该亚组病毒的寄主均为双子叶植物。甜菜曲顶病毒是其代表病毒。除番茄假曲顶病毒为树蝉传播外，该亚组病毒均为叶蝉传播。亚组ⅡＩ为粉虱传播的双生病毒，该亚组至少有３０个成员。该亚组病毒仅侵染姜威中山大学硕士论文拟南芥Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ基因与甜菜曲顶病毒（ＢＣＴＶ）作用机制的研究双子叶植物。在自然界，亚组ＩＩＩ的双生病毒通过粉虱以持久性方式传播。大多亚组ＩⅡ双生病毒的基因组为双组份，大小为２．５－－２．８ｋｎｔ。根据基因组结构，昆虫介体和寄主范围的不同，双生病毒科（Ｇｅｍｉｎｉｖｉｒｉｄａｅ）被划分为４个属，即玉米线条病毒属（Ｍａｓｔｒｅｖｉｒｕｓ）、菜虫金黄叶病毒属（Ｂｅｇｏｍｏｖｉｒｕｓ）、曲顶病毒属（Ｃｕｒｔｏｖｉｒｕｓ）和伪曲项病毒属（Ｔｏｐｏｃｕｖｉｒｕｓ）（ＦａｕｑｕｅｔＣＭ．，ｅｔａｌ，２００３）。在自然条件下，Ｂｅｇｏｍｏｖｉｒｕｓｅｓ侵染双子叶植物，全部由烟粉虱（Ｂｅｍｉｓ妇ｔａｂａｃｉ）传播，因此也称作粉虱传双生病毒（ｗｈｉｔｅｆｌｙ．ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｇｅｍｉｎｉｖｉｒｕｓｅｓ．ＷＴＧ）（ＨａｒｒｉｓｏｎＢＤ．，ｅｔａｌ，１９９９）。大多菜虫金黄叶病毒属包含２个大小相近的单链环状ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）组份，称ＤＮＡ．Ａ和ＤＮＡ．Ｂ。ＤＮＡ．Ａ与病毒的复制和介体传播有关：ＤＮＡ—Ｂ编码核穿梭蛋白和运动蛋白，与病毒在植物体内的运输和病毒的寄主范围有关（Ｈａｒｒｉｓｏｎａｌ，１９９９；Ｈａｎｌｅｙ．ＢｏｗｄｏｉｎＬ．，ｅｔＹｉｎＢＤ．．ｅｔａｌ，１９９９）。番茄黄化曲叶病毒（ＭｏｄｏｎｅｓＩＢ．，ｅｔＥ．，ｅｔａｌ，２００１ＱＹ．，ｅｔａｌ，２００１）、番茄曲叶病毒（Ｄｒｙａｌ，１９９７）、木尔坦棉花曲叶病毒（ＢｄｄｄｏｎＲＷ．ｅｔａｌ，２００１）和胜红蓟黄脉病毒（ＳａｕｎｄｅｒｓＫ．，ｅｔａｌ，２０００）等，被鉴定为单组份双生病毒，即仅有ＤＮＡ—Ａ。双生病毒在全球范围内的发生日益猖獗，“Ｓｃｉｅｎｃｅ”１９９９年１２月３日曾以ＡＳ．，“双生病毒正在成为作物的严重威胁”为标题专门报道了这类病毒（Ｍｏｆｆａｔ１９９９）。目前，已在非洲木薯，巴基斯坦棉花，墨西哥辣椒及美洲、西班牙和意大利番茄等作物上发现了双生病毒的重组现象，特别是种间重组发生频率高，且往往会导致双生病毒基因组的多样性并产生新的病毒或株系（ＰａｄｉｄａｍＭ．，ｅｔａｌ，２００１）。由于双生病毒对农作物危害极大，因此有必要研究病毒与植物相互作用的分子机理，以便寻找植物抗病的分子途径。自２０世纪９０年代起，在我国的广西、云南、海南和台湾等地也相继发现烟草、番茄、南瓜和番木瓜等多种作物遭受双生病毒危害（洪益国等，１９９４：刘玉乐等，１９９８；谢艳等，２００ｌ；ＺｈｏｕＸＰ．，ｅｔａｌ，２００１ａ；ＺｈｏｕＸＰ．，ｅｔａｌ，２００１ｂ）。双生病毒侵染范围广泛，严重影响植物的正常生长，对农业生产造成巨大的危害。甜菜曲顶病毒（Ｂｅｅｔｃｌｌｒｔｙｔｏｐｖｉｒｕｓ，ＢＣＴＶ）是双生病毒的一种。研究双生病毒的复制和植物细胞的关系有助于揭示寄主植物与病毒相互作用方式，进而为防治２姜威中山大学硕士论文拟南芥Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ基因与甜菜曲顶病毒（ＢＣＴＶ）作用机制的研究由双生病毒引起的植物病害奠定基础。ＢＣＴＶ是双生病毒ＩＩ亚组的成员之一，这个病毒能够感染许多双子叶植物宿主，ＢＣＴＶ基因组包含７个保守的开放性读码框（ＳｈｅｒｉａｒＧ．ｅｔａ１．１９９５）。Ｃ２蛋白是ＢＣＴＶ的一个非常重要的蛋白，Ｃ２蛋白能够和细胞转录蛋白发生作用，进而激活病毒基因的表达（Ｌ糊ｏｗｉｍ，Ｓ．ｅｔａ１．１９９２）。Ｃ２蛋白能够和单链ＤＮＡ也能够和双链ＤＮＡ发生结合。有实验为了研究Ｃ２蛋白的功能，对Ｃ２蛋白的开放性读码框进行了突变，结果显示Ｃ２的突变体能够增强植物的恢复。这一实验的原理还在研究中（ＳｈｅｒｉａｒＧ．ｅｔａ１．，１９９５）。１．１．２铁氧还蛋白基因（Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ）概况Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ基因全长４４７ｂｐ，能够编码１４９个氨基酸。Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ蛋白是一种含铁硫的低分子量非血红素蛋白质，它具有低还原电位，在光合作用及固氮作用中起早期电子接纳体作用。目前围绕Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ进行研究的文章不多。Ｖｏｒｓｔ，Ｏ．等的Ｓｏｕｔｈｅｍ实验表明在拟南芥中Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ基因只有一个拷贝。Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ是受光的正调控的蛋白。无论是对黑暗还是对光照，Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ的响应时间都是非常快的。Ｖｏｒｓｔ．Ｏ．等把Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ基因转化入烟草中，实验表明Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ的表达量在叶子中要高于根中（Ｖｏｒｓｔ…０ｅｔａｌ，１９９０）。Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ基因的启动子含有两个保守的序列，分别是ＡｃＧｃｃＡｃＧｌ’ＧＧＴＡＧＡＴＡＧＧＡＴＴ（Ｇ．Ｉｂｏｘ）和ＣＣＡＣＧＣｃＡｒ兀＇ＣｃＡＣＡＡＧＣ（ＣＣＡＣｂｏｘ），这两段序列在拟南芥中是十分保守的（Ｓｏｍｅｒｓ，Ｄ．ｅｔａｌ，１９９０）。相比较于其他绿色植物的Ｆｅｒｒｏｄｉｘｎ基因，欧芥（Ｐａｒｓｌｅｙ）的Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ蛋白与小麦中的Ｆｅｒｒｏｄｏｘｉｎ蛋白具有更大的同源性（ＮａｋａｎｏＴ．ｅｔａｌ，１９８１）。１．１．３酵母双杂交系统研究进展酵母双杂交体系简称双杂交体系（ｔｗｏ—ｈｙｂｒｉｄｓｙｓｔｅｍ），又称相互作用陷阱（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｔｒａｐ），是１９８９年由Ｆｉｅｌｄｓ和Ｓｏｎｇ（１９８９）提出并初步建立的。这一系统是３