泛素化在棉花曲叶病毒侵染中的作用

Cotton leaf curl Multan Virus(CLCuMV) is the major threat to cotton production. CLCuMV-encoded βC1 is involved in virus movement and symptom. In order to understand the mechanism of plant virus infection. We screened yeast 2-hybrid library by using CLCuMV βC1 as a bait, and found that CLCuMV βC1 interacts with SKP1. Our preliminary data suggests that CLCuMV βC1 interacts with SKP1 in vivo, and silencing of Skp1 reduces CLCuMV infection. CLCuMV βC1 can interfere Jasmonic Acid and Salicylic Acid pathway. Spraying exogenous JA or SA can attenuate CLCuMV infection. This study will investigate the role of interaction of CLCuMV βC1 with SKP1, and the role of ubiquitnation in virus infection. This study will help to understand how virus infects plants.

木尔坦棉花曲叶病毒（CLCuMV）是严重威胁棉花生产的双生病毒，其编码的βC1蛋白涉及病毒运动和症状。为了理解CLCuMV侵染的机制，我们用CLCuMV βC1做诱饵筛选酵母双杂交文库，发现植物蛋白SKP1与CLCuMV βC1互作。我们利用双分子互补实验发现βC1与SKP1在植物体内的互作，初步研究发现SKP1基因沉默可导致CLCuMV的侵染力下降，βC1的表达能抑制受泛素化调控的茉莉酸（JA）及水杨酸(SA)信号途径，体外喷施JA和SA能够减缓病毒的侵染。本课题将进一步研究SKP1与βC1互作的定位、互作以及植物泛素途径在CLCuMV侵染中的作用，我们的研究可加深对病毒侵染机制的理解。

为了实现成功的侵染，病毒需要通过盗用宿主的设备，干扰宿主防御反应来创造一个合适自己的细胞环境。作为单组份菜豆金色花叶病毒的一员，木尔坦棉花曲叶病毒 (CLCuMuV) 和它的DNA-β (CLCuMuB)，能够导致棉花曲叶病 (CLCuD)，该病害对亚洲的棉花生产造成了灾难性的损失。βC1 是 CLCuMuB 唯一编码的蛋白质，对病症的产生和病毒DNA 积累量的提高起着至关重要的作用。为了理解βC1在病毒致病中的机制，我们用β C1 做诱饵筛选酵母双杂交文库，发现植物蛋白 SKP1 与βC1互作。SKP1/CUL1/F-box (SCF) 复合体是成员最丰富的一类泛素 E3 连接酶。在植物基因组中编码的数百种 F-box 蛋白赋予了 SCF 型 E3 连接酶十分广泛的调控能力，其调控范围涉及激素信号传导、发育、细胞周期、胁迫响应以及植物与病原体之间的相互作用。本课题发现βC1通过与 SKP1s 发生相互作用进而破坏SKP1s和CUL1之间的相互作用。在本生烟草中，无论是沉默 SKP1s 还是CUL1都能显著增强病毒DNA的积累量并导致严重的症状。本课题还发现βC1能够破坏SCFCOI1复合体结构的完整性，进而阻碍植物对茉莉素 (JA) 的响应。同时，βC1能够提高 SCFSYL1复合体的底物GAI的稳定性，进而阻碍植物对赤霉素 (GA) 的响应。此外，用茉莉酸甲酯 (MeJA) 处理本生烟草能够削弱βC1对病毒DNA积累和病毒症状产生的促进作用。.此外，本课题发现植物自噬通过自噬相关蛋白ATG8与βC1之间的直接互作，进而降解βC1，从而起到抑制病毒的作用。我们还通过体内和体外实验鉴定 CLCuMuV C4 蛋白与植物甲基循环中的核心酶—S-腺苷甲硫氨酸合酶（SAMS）相互作用来抑制植物转录水平以及转录后水平基因沉默。.此课题的研究成果不仅为探索病毒如何调节宿主泛素化途径进而提高病毒侵染性和诱导症状的产生提供了新的见解，而且揭示了βC1，C4等多种蛋白在病毒侵染中的分子机制, 为控制双生病毒提供了新的思路。