番茄褪绿病毒CPm差异调控Q型和B型烟粉虱传毒效率机制研究

Understanding of interaction of virus with its transmitting vector, would be help to develop novel preventing technology. Currently, it is emergency to prevent tomato chlorosis virus (ToCV) for threating the crops of Soanaceae. Our preliminary studies show the capacity of transmission of ToCV by Q and B biotype Bemisia tabaci is different probably because of differently mediated by ToCV CPm. This project intends to construct infectious clones of ToCV CPm mutant and ToCV mutant with heterogenous CPm, the transmission capacity by B and Q biotype Bemisia tabaci, combine with the site and temporal differences of virions of ToCV mutants in vector by fluorescence labeling, screening and validating the proteins of vector interacting with CPm by transcriptome, yeast two-hybrid and RNAi. The scientific significance of this project will help to resistant breeding, developing novel chemicals for blocking viral transmission.

病毒与介体互作研究是植物病毒研究热点之一。番茄褪绿病毒（Tomato Chlorosis Virus, ToCV）是我国番茄生产的重要威胁且没有抗病品种，建立ToCV新型绿色防控技术已经刻不容缓。本研究以ToCV CPm基因差异调控不同生物型烟粉虱传播病毒效率为基础，通过构建不同CPm突变体和异源CPm的侵染性克隆，以本氏烟为材料验证相关侵染性克隆和不同生物型烟粉虱传播ToCV的效率差异，结合荧光标记证实ToCV病毒粒子在烟粉虱体内滞留位点和时间差异，通过获毒前后滞留位点转录组测序明确传毒烟粉虱自身调节相关基因，并以相关基因为探针，在滞留位点基因文库中对靶标基因进行筛选和鉴定，进而结合酵母双杂交系统验证不同CPm结构域与靶标基因的互作，确定互作的关键位点和有效靶标基因，并利用RNAi技术对有效靶标基因进行生物学功能解析，为ToCV新型绿色防控、高效阻断病毒传播药物设计和抗病育种基础。

番茄褪绿病毒（Tomato chlorosis virus，ToCV），属长线性病毒科（Closteroviridae）毛形病毒属（crinivirus）。主要由烟粉虱（Bemisia tabaci）传播，目前已经快速扩展至世界上多达35个国家的番茄主产区，威胁番茄在内的多种茄科重要作物安全生产。自2010年以来，ToCV在我国绝大多数番茄主产区呈现爆发性危害态势。因此，急需以ToCV-烟粉虱为模型，开展ToCV在我国快速扩散的分子机制研究，研究结果可为科学评估ToCV对我国茄科重要经济作物的威胁，提供科学依据；也可为开发新防控技术，提供理论参考。本项目依据申报书设定的目标，开展针对性研究，圆满完成了设定的研究内容；取得的研究结果包括：采用无缝连接技术成功构建ToCV cDNA侵染性克隆，可成功侵染BY2细胞和三生烟，不能侵染番茄。烟粉虱传毒特性研究表明，烟粉虱MED种群传播ToCV能力高于MEAM1种群。ToCV CPm蛋白在烟粉虱传播ToCV中发挥重要作用，CPm疏水性氨基酸残基是关键的作用位点。ToCV CPm蛋白可能与烟粉虱OPB3(Odorant-binding protein)蛋白互作；采用RNAi技术干扰烟粉虱OPB3基因表达，降低烟粉虱传播ToCV能力。该研究结果为利用以传毒介体烟粉虱OPB3蛋白为靶标，开发控制烟粉虱传播ToCV效率的新技术/手段提供了科学依据。培养研究生3名，发表研究论文7篇；部分研究内容参与获得神农中华农业科技进步二等奖1项；授权国家实用新型专利1件，申请国家发明专利1件。