卫星RNA和协生病毒与CMV的互作对CMV诱导拟南芥抗蚜虫反应的影响及其途径

黄瓜花叶病毒（CMV）是一种可以通过蚜虫进行传播的重要病原。CMV携带卫星RNA（satRNA）和CMV与其它病毒的协生互作在自然条件下普遍发生。我们最新发现：CMV侵染增强了拟南芥对蚜虫的抗性。那么，satRNA和协生病毒与CMV的互作是否会改变CMV诱导拟南芥的抗蚜虫反应？为揭示这个科学问题，本项目以CMV-satRNA、TuMV和TMV作为研究对象，分析它们与CMV互作对CMV诱导拟南芥抗蚜虫反应的影响；试图利用TuMV Hc-pro和TMV126KD转基因拟南芥、防卫信号途径（SA、JA和ET）和小RNA途径相关拟南芥突变体，明确satRNA、TuMV和TMV三者改变CMV诱导拟南芥抗虫性的作用途径。本项目旨在揭示satRNA和协生病毒与CMV的互作对植物-蚜虫-CMV三者交谈的影响，有望更深层次了解CMV诱导拟南芥抗蚜虫性的机理，和为发展抗蚜虫新策略和新方法提供理论依据。

黄瓜花叶病毒（CMV）是最具经济重要性的植物病毒之一。CMV 主要通过蚜虫以非持久式进行传播。已有文献报道：CMV侵染拟南芥和西葫芦均诱导了植物对蚜虫的抗性。在自然界中，CMV携带卫星RNA（satRNA）和与芜菁花叶病毒（TuMV）、烟草花叶病毒（TMV）复合侵染的现象普遍发生。本项目是在CMV侵染诱导拟南芥抗蚜虫反应的基础上，以模式植物拟南芥作为研究对象，研究分析自然界普遍存在的satRNA、芜青花叶病毒（TuMV）和烟草花叶病毒（TMV）与CMV的互作对CMV诱导拟南芥抗蚜虫反应的影响。.通过蚜虫种群大小实验证实CMV 亚组IB株系Cb7编码的2b蛋白同样诱导拟南芥对蚜虫的抗性。在建立病毒复合侵染体系的基础上，通过蚜虫种群大小实验研究satRNA、TuMV和TMV对FCb7-CMV诱导拟南芥抗蚜虫反应的影响。结果表明：在satRNA、TuMV和TMV与FCb7-CMV的复合侵染中，satRNA减轻了FCb7-CMV对蚜虫诱导的抗性，TMV基本不影响FCb7-CMV对蚜虫诱导的抗性，而TuMV增强FCb7-CMV诱导的拟南芥对蚜虫的抗性。拟南芥突变体实验结果进一步说明satRNA和TuMV的复合侵染改变FCb7-CMV的拟南芥抗虫性与乙烯信号途径无关，但与miRNA途径有关。复合侵染除了改变植物对蚜虫的抗性之外，同时也影响了蚜虫对植物的偏向性选择。由于miRNA途径在复合侵染改变的拟南芥抗虫性中扮演重要的角色，因此，我们开展了CMV编码的RNA沉默抑制子 2b蛋白干扰miRNA的分子机理研究。通过细胞生物学、遗传学等手段，我们发现CMV 2b蛋白干扰miRNA的功能是取决于其细胞质定位，而非细胞核定位。同时，我们成功建立了基于CMV弱毒株系LS的miRNA模拟靶序列表达载体，并利用该载体证实了miR159在CMV强毒株引起的病毒症状中扮演着重要的作用。 .综上所述，satRNA、TuMV和TMV与CMV的复合侵染差异性地影响了CMV诱导的拟南芥对蚜虫的抗性和选择性，暗示了病毒复合侵染会影响蚜虫传病毒在自然界中的传播。复合侵染导致的植物抗虫性的改变很可能是通过抑制分布于细胞质部分的CMV 2b蛋白而产生影响。