RNAi沉默甘蔗翻译起始因子创制抗花叶病甘蔗新种质

本项目通过酵母双杂交系统，构建甘蔗的酵母cDNA文库，以SrMV的VPg为诱饵筛选与之的真核翻译起始因子（Eukaryotic translation initiation factor, eIF）基因，并利用双分子荧光互补（bimolecular fluorescence complementation，BiFC）实验进行验证。利用pANDA构建候选基因的RNAi载体，以易感花叶病的Badilia和福农91-4621为受体材料，通过基因枪转化，沉默候选eIF基因，从而创制对甘蔗抗花叶病具有广谱抗性的甘蔗新种质。本项目的实施将建立甘蔗功能基因鉴定技术平台，为探讨花叶病与甘蔗互作机理提供新的分子证据，丰富甘蔗分子育种技术内容。同时，本项目通过沉默甘蔗内源基因创制新种质，巧妙规避了由于引入外源病毒基因序列而导致的生物安全和食品安全问题，对其他植物病毒抗病研究具有重要借鉴意义。

甘蔗花叶病是严重危害甘蔗生产的病毒性病害之一，其病原主要为甘蔗花叶病毒（SCMV），高粱花叶病毒（SrMV）和甘蔗条纹花叶病毒（SCSMV），是单链正义RNA病毒，均属于马铃薯Y病毒科。甘蔗花叶病病原主要由蚜虫以非持续性方式传播，常规手段难以防止。抗花叶病性状一直是甘蔗育种重要目标之一。但是，通过传统杂交方法选育抗花叶病甘蔗品种，常因花期不遇、周期长、优良基因型难以聚合等原因，很难获得高产高糖等农艺性状与抗花叶病聚合的基因型。转基因技术的发展促进了甘蔗转基因抗病育种研究，文献报道导入花叶病毒CP基因可以获得抗花叶病毒的甘蔗材料。但是，这种基于病毒自身基因介导的抗性（pathogen-derived resistance）仅能对基因来源病毒株系或序列相近的株系产生抗性，没有广谱抗性。而且，因为导入外源核酸片段，尤其是导入病毒的核酸片段，使转基因植株面临复杂的安全评价问题。.病毒结构简单，必须利用寄主因子才能建立系统性侵染。大多数单链正义RNA植物病毒利用其自身编码的VPg充当帽子结构，与寄主的真核翻译起始因子互作，启动病毒的翻译。干扰或敲除寄主eIF4E基因，有可能获得对病毒不同株系均免疫的突变体。在拟南芥、番茄等植物中已有相关报道，但是在甘蔗中尚属空白。因此，本项目克隆了甘蔗的3个不同类型的eIF4E基因，利用酵母双杂交技术和双分子荧光互补技术探明了他们的互作关系：SCMV-、SrMV-VPg与SceIF4E1、SceIF4E2互作，SCSMV-VPg仅与SceIF4E3互作。该项工作表明，来自Potyvirus属的SCMV和SrMV与来自Poacevirus属的SCSMV对SceIF4E具有选择性，同时沉默SceIF4E1、SceIF4E2有可能获得对种病毒都有抗性的甘蔗材料，沉默SceIF4E1有可能获得对SCSMV具有抗性的转基因甘蔗材料。相应的RANi沉默转基因后代正在筛选鉴定中。为进一步研究花叶病病原与甘蔗互作的分子机制，我们构建甘蔗叶片cDNA的酵母文库，并克隆了SCMV，SrMV和SCSMV的VPg，P3，CI，CP基因，构建了这些基因的诱饵载体，开展了文库的筛选工作，获得了10多个参与病毒建立系统性侵染的甘蔗因子基因，如延长因子C（ScEC），RubisCO大亚基，转录因子ScCBF1等。.本项目的成果发表了1篇SCI论文，5篇核心期刊论文，申报了3