甘蔗PsbS亚基应答甘蔗花叶病毒侵染及其与6K2蛋白的互作研究

• 作者: 张海 刘淑娴 杨宗桃 王彤 程光远 商贺阳 徐景升
• 来源期刊: 作物学报
• 关键词: 甘蔗 PsbS亚基 甘蔗花叶病毒 6K2 光保护
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 1722-1733
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1006.2020.04030

摘要

非光化学猝灭(non-photochemical quenching, NPQ)是高等植物主要的光保护调节机制, 光合系统II (Photosystem II, PSII)的PsbS亚基在NPQ起关键作用。甘蔗(Saccharum spp. hybrid)中PSII PsbS亚基应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus, SCMV)的侵染尚未见报道。本课题组在前期研究中克隆了甘蔗的PsbS亚基编码基因, 命名为ScPsbS, 该基因开放读码框(open reading frame, ORF)长度为798 bp, 编码长度为265个氨基酸的蛋白。生物信息学分析表明, ScPsbS为稳定的疏水性蛋白, 具有叶绿体定位信号, 有4个跨膜结构域; 具有典型的PsbS亚基结构域。系统进化树分析表明, ScPsbS在单子叶、双子叶以及单子叶的C3和C4植物中存在明显的分化。亚细胞定位分析表明, ScPsbS定位于叶绿体且与SCMV-6K2部分共定位于叶绿体。双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation, BiFC)试验进一步证实了ScPsbS与SCMV-6K2互作。实时荧光定量PCR分析发现, ScPsbS基因的表达具有明显的组织特异性, 在成熟叶片中相对表达量最高, 未成熟叶片和初衰叶中次之, 茎和根中几乎不表达; SCMV侵染对ScPsbS基因表达影响显著, ScPsbS基因在侵染早期显著上调, 侵染后期没有明显的差异。