烟草NtBT1基因抗马铃薯Y病毒分子机制研究

Potato virus Y (PVY) is one of the most important viral pathogens that infects various commercial crops including potato, tomato and tobacco and causes severe quality and yield losses every year. Mining plant genes that confers resistance to PVY is the key to the disease control and plant resistant breeding. We have demonstrated previously that tobacco NtBT1 gene belonging to the BTB/TAZ superfamily exhibited resistance against PVY, but the molecular mechanism was poorly understood. On the basis of preliminary work, we will use yeast two hybrid (Y2H), Bimolecular Fluorescence Complementation (BiFC), Co-IP and GST Pull down technique to screen and verificate the proteins that interact with NtBT1. Then the overexpressing and knock out vector of the interacting protein will be constructed and introduced into tobacco to clarify their anti-PVY functions by measuring the PVY infection timing, symptoms, replication and other indicators. The results will elucidate the biological means of the protein interaction and further to uncover the molecular mechanism of resistance of NtBT1 against PVY. .This research will uncover the molecular mechanism of NtBT1 against PVY infection and laying the foundation for PVY disease control and breeding resistant varieties.

马铃薯Y病毒（Potato Virus Y，PVY）是生产上严重影响马铃薯、番茄、烟草等多种作物产量和品质的病毒之一，每年造成极大的经济损失。挖掘植物中抗PVY的基因是进行病害防治和分子育种的关键。申请人在前期研究发现烟草BTB-TAZ基因家族中NtBT1基因具有抗PVY的功能，但其机制尚不清楚。本项目针对NtBT1基因抗PVY的分子机制这一科学问题，利用酵母双杂交筛选烟草NtBT1的互作蛋白，并通过BiFC、Co-IP和GST pull down等技术对互作结果进行验证。对筛选的互作蛋白基因构建其超量表达和基因敲除的载体并转化烟草，通过转基因烟草与对照在接种PVY后发病时间、病毒症状、复制量等指标鉴定其对PVY侵染的影响，进而阐明互作的意义，揭示NtBT1基因抗PVY的分子机制，也为植物抗PVY的分子育种提供新思路。

马铃薯Y病毒（Potato Virus Y，PVY）是生产上严重影响马铃薯、番茄、烟草等多种作物产量和品质的病毒之一，每年造成极大的经济损失。挖掘植物中抗PVY的基因是进行病害防治和分子育种的关键。项目组在前期研究发现烟草BTB-TAZ基因家族中NtBT1基因具有抗PVY的功能，但其机制尚不清楚。本项目针对NtBT1基因抗PVY的分子机制这一科学问题，构建了NtBT1基因的酵母双杂交载体，利用酵母双杂交筛选烟草NtBT1的互作蛋白，共获得阳性克隆17个，通过全长基因克隆及再验证，确定互作的蛋白5个，命名为BT1-2，BT1-3，BT1-4，BT1-7和BT1-9。进一步通过BiFC、Co-IP和GST pull down技术对5个互作结果进行验证，结果也均都互作。对筛选的5个互作蛋白基因构建其超量表达和基因敲除的载体，并转化烟草品种“K326”，获得了超量表达及基因编辑植株，通过转基因烟草与对照在接种PVY后发病时间、病毒症状等指标，证明5个互作蛋白中只有BT1-2（单一Myb样结构域的组蛋白H5）对PVY的抗性具有负调控作用，其他4个蛋白对PVY无明显的调控作用。本研究证明了烟草NtBT1基因通过与组蛋白H5互作调控植物抗PVY的分子机制，也为植物抗PVY的分子育种提供新思路。