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小麦黄矮病是我国各麦区小麦生产上的重要病毒病,其病原物为大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus,BYDV),GAV为我国田间主流株系,可由田间麦蚜优势种荻草谷网蚜Sitobion miscanthi(Takahashi)(在中国曾被误定为麦长管蚜Sitobion avenae(Fabricius),且目前仍在普遍沿用)以持久非增殖型方式传播。小麦黄矮病与介体荻草谷网蚜在田间常同时发生,加剧小麦产量和品质的损失。介体蚜虫体内有两道屏障和免疫反应,BYDV若要在植物间传播就必须突破这些障碍,这就涉及到BYDV蛋白与蚜虫体内受体蛋白之间的特异性识别及互作。前人研究发现BYDV的外壳蛋白(coat protein,cp)和蚜传蛋白(aphid transmission protein,atp)对于病毒突破蚜虫体内的障碍都具重要作用,但介体蚜虫中参与互作过程的蛋白种类还不清楚。因此,本课题以BYDV-GAV及其介体荻草谷网蚜作为研究对象,通过酵母双杂交方法筛选荻草谷网蚜体内与BYDV-GAV cp和atp互作的蛋白,并通过酵母双杂交和BiFC方法进行验证。对了解大麦黄矮病毒与其介体荻草谷网蚜的互作机理以及通过阻断介体传毒从而防治小麦黄矮病具有重要意义。本研究主要结果如下:1.将BYDV-GAV两个与传毒相关的蛋白cp和atp的基因,分别插入GAL4酵母双杂交系统的诱饵载体pGKBT7上,成功构建两个诱饵质粒pGKBT7-cp和pGKBT7-atp。并对两个诱饵质粒进行毒性和自激活检测,发现两个诱饵蛋白可以在酵母Y2H Gold中正常表达,且自身无转录活性,满足酵母双杂交系统筛库的条件。2.收集羽化24 h内携带BYDV-GAV荻草谷网蚜与无毒荻草谷网蚜成蚜各300头,根据全虫总RNA构建荻草谷网蚜c DNA质粒文库。使用共转法进行酵母双杂交筛库过程,共筛到了15个可能与pGKBT7-cp互作的荻草谷网蚜蛋白,11个可能与pGKBT7-atp互作的荻草谷网蚜蛋白。其中lwr、ata和ccq三个蛋白被pGKBT7-cp和pGKBT7-atp同时筛到。3.根据NCBI中同源蛋白的功能,从中选择5个被pGKBT7-cp筛到的蛋白(lwr、ata、ccq、tra和tph)以及8个被pGKBT7-atp筛到的蛋白(lwr、ata、ccq、ntf、tcs、sia、ugt和nap),通过酵母双杂交的方法进行一对一验证。分别将上述10个蛋白的基因插入到GAL4酵母双杂交系统的猎物载体pGADT7上,成功构建7个猎物质粒。将两个诱饵质粒与七个猎物质粒一一对应,分别共转入酵母Y2H Gold菌株中,结果发现,候选蛋白ntf和lwr均与pGKBT7-cp和pGKBT7-atp具有强互作,ccq和nap均与pGKBT7-cp和pGKBT7-atp存在弱相互作用关系。4.选用双分子荧光互补技术(BiFC)继续验证候选蛋白与两个诱饵蛋白的互作关系。将候选蛋白的基因连接到pNC-BiFC-vcn载体上,将诱饵蛋白cp和atp的基因连接到pNC-BiFC-vnn载体上,成功构建了5个荧光表达载体质粒(分别为cp,atp,ntf,lwr和ccq,nap未构建成功)。将质粒转化农杆菌并注射本氏烟,结果表明候选蛋白ntf和lwr与BYDV-GAV cp和atp均能互作,ccq在本氏烟中与cp和atp均不互作。5.MEGA 6.0构建进化树显示荻草谷网蚜蛋白lwr和ntf均与豌豆蚜同源性最高;SMART分析结果表明lwr具有UBCc结构域,ntf没有结构域;TMHMM和Signal P 5.0分析结果表明lwr和ntf均为非跨膜、非分泌蛋白。综上所述,本研究明确了荻草谷网蚜体内两个既与BYDV-GAV cp存在较强互作关系也与pGKBT7-atp存在较强互作关系的蛋白lwr和ntf。本研究为后续深入了解荻草谷网蚜的传毒机制和开展小麦黄矮病的防治打下基础。