烟草扭脉病毒外壳蛋白包裹烟草丛顶病毒基因组的机制研究

Tobacco bushy top disease (TBTD) occurred in Yunnan is a devastating disease caused by mixed infection of Tobacco bushy top virus (TBTV) which belongs to the genus Umbravirus, Tobacco vein distorting virus (TVDV) which is a member of the Luteoviridae, the satellite RNA of TBTV (TBTV-satRNA) and TVDV associated RNA (TVDVaRNA). In nature, each umbravirus is dependent on a unique luteovirus for aphid transmission. However, the mechanism is unknown. Our previous experimental results confirmed that TBTV depends on the coat protein (CP) of TVDV for transmission by aphid, and we also found that the TBTV RNA could be captured by the CP antibody of TVDV, and the TBTV RNA also could be captured by its ORF3 antibody in the infected samples, which implies that the TBTV ORF3 protein plays a special role on the process of TBTV RNA encapsidating by TVDV CP. Therefore, this study attempts to analyze the interaction relationships among TVDV CP, TBTV ORF3 protein and TBTV RNA with immunoelectron microscopy, fluorescence in situ hybridization and immunofluorescence methods. Then explore the molecular mechanism of the encapsidation for the TVDV CP on the TBTV genomic RNA. The results of this project will provide new ideas for the further study of the aphid transmission mechanism about umbravirus dependent on luteovirus.

在云南发生的烟草丛顶病是由幽影病毒属的烟草丛顶病毒(TBTV)、黄症病毒科的烟草扭脉病毒(TVDV)、烟草丛顶病毒卫星RNA(TBTV-satRNA)及烟草扭脉病毒伴随RNA(TVDVaRNA)等病原物复合侵染引起的毁灭性病害。幽影病毒属病毒与黄症病毒科病毒通常具有一对一的协同关系，但其中的机制尚不清楚。我们前期的研究结果表明TVDV的外壳蛋白(CP)帮助TBTV进行蚜虫传播，且TVDV CP和TBTV ORF3抗体都能免疫捕获TBTV RNA，暗示在TVDV CP包裹TBTV RNA过程中与TBTV ORF3 蛋白存在特殊的关系。本项目以此为基础，拟通过免疫电镜、荧光原位杂交及免疫荧光等多种技术分析TVDV CP、TBTV ORF3蛋白及TBTV RNA三者的互作关系，解析TVDV CP包裹TBTV RNA的分子机理，为揭示黄症病毒协助幽影病毒经蚜虫传播机制提供新的研究思路。

在云南发生的烟草丛顶病是由幽影病毒属的烟草丛顶病毒(TBTV)、黄症病毒科的烟草扭脉病毒(TVDV)、烟草丛顶病毒卫星RNA(TBTV-satRNA)及烟草扭脉病毒伴随RNA(TVDVaRNA)等病原物复合侵染引起的毁灭性病害。幽影病毒属病毒与黄症病毒科病毒通常具有一对一的协同关系，但其中的机制尚不清楚。申请者在课题组前期工作基础上，从TVDV协助TBTV进行蚜虫传播为切入点，利用免疫捕获、双分子荧光互补、琼脂糖凝胶阻滞以及免疫共沉淀等分子生物学技术，分别从TVDV CP与TBTV RNA，TBTV P3 蛋白与TBTV RNA以及TVDV CP与TBTV P3 蛋白的定位及互作等方面展开研究，旨在揭示TVDV CP包裹TBTV RNA的机制。通过本项目的研究工作，发现TVDV的CP蛋白不仅能和TBTV的基因组RNA互作，还能与TBTV的P3蛋白发生互作，TVDV CP与二者的互作，表明TVDV CP对TBTV的异源包裹有TBTV P3的参与，复合侵染植株中TBTV P3招募大量的TVDV CP蛋白对TBTV RNA进行包壳，从而协助TBTV进行蚜虫传播。研究结果不仅阐明了在复合侵染条件下 TVDV CP 与 TBTV RNA，TBTV ORF3 与 TBTV RNA的定位及互作关系；明确了 TVDV CP 与 TBTV ORF3 的互作关系，进一步解析了TVDV识别幽影病毒属病毒的机制。所获得的研究结果，进一步丰富了幽影病毒在黄症病毒的帮助下经介体昆虫传播的新机制，也将为进一步深入开展相关病毒与介体昆虫的互作关系奠定了坚实的理论基础。