Movement protein of tobacco mosaic virus modifies plasmodesmatal size exclusion limit

The function of the 30-kilodalton movement protein (MP) of tobacco mosaic virus is to facilitate cell-to-cell movement of viral progeny in an infected plant. A novel method for delivering non-plasmalemma-permeable fluorescent probes to the cytosol of spongy mesophyll cells of tobacco leaves was used to study plasmodesmatal size exclusion limits in transgenic plants that express the MP gene. Movement of fluorescein isothiocyanate-labeled dextran (F-dextran) with an average molecular mass of 9400 daltons and an approximate Stokes radius of 2.4 nanometers was detected between cells of the transgenic plants, whereas the size exclusion limit for the control plants was 700 to 800 daltons. No evidence of F-dextran metabolism in the leaves of the transgenic plants was found. Thus, the tobacco mosaic virus movement protein has a direct effect on a plasmodesmatal function.     

Risk Assessment of Synergism and Recombination on the Transgenic Plants Containing Viral Movement Protein and Replicase Genes

The transgenic tobacco plants transformed with movement protein gene of Tomato mosaic virus (ToMV) or Tobacco mosaic virus (TMV) and partial replicase gene of Cucumber mosaic virus (CMV) P1 isolate (CMV-P1), were inoculated with Potato virus X, Potato virus Y, TMV and CMV isolate RB (CMVRB), respectively. Symptom observation showed there were no symptom differences in transgenic tobacco plants as compared with those in non-transgenic tobacco plants. ELISA also illustrated that the virus concentrations in the transgenic plants were similar to those in non-transgenic plants, indicating that no synergism is found in these plants. The transgenic tobacco plants expressing movement protein gene of ToMV or partial replicase gene of CMV-P1 were inoculated with TMV and CMV-RB, respectively. The local or systemic infected leaves were then used for elucidation of the possible virus recombination in transgenic plants with biological infectivity test, ELISA and immuno-capture RT-PCR. Within 16 months, no recombination was found between transformed genes and inoculated virus genomes. The research provides fundamental data for understanding of the possible risk of the transgenic plants expressing viral sequences.     

转病毒移动蛋白及复制酶基因烟草的协生和重组风险分析

 对转化番茄花叶病毒 (ToMV)、烟草花叶病毒 (TMV)移动蛋白 (MP)基因和黄瓜花叶病毒P1株系(CMV P1)部分复制酶基因的 3种转基因烟草 ,分别接种马铃薯X病毒 (PVX)、马铃薯Y病毒 (PVY)、CMVRB株系 (CMV RB)和TMV。症状观察和ELISA测定发现 ,各病毒在转基因烟草和非转基因烟草上的症状及病毒浓度没有显著差异 ,表明这些病毒在转基因烟草上没有协生作用发生。对转化ToMVMP基因和转化CMV P1部分复制酶基因的转基因烟草 ,分别接种TMV和CMV RB ,定期进行生物学、ELISA和免疫捕获反转录PCR(IC RT PCR)检测 ,在 16个月的连续测定中未发现病毒重组现象。     

小麦黄花叶病毒P3蛋白致病功能域的鉴定和分析

小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus,WYMV)隶属于马铃薯Y病毒科(Potyviridae)大麦黄花叶病毒属(Bymovirus),其基因组由两条正义单链RNA组成,共编码10个蛋白。先前的研究表明,马铃薯Y病毒组多种病毒编码的保守蛋白P3具有多种功能,在病毒复制、致病性、克服宿主抗性、细胞间移动等方面均具有重要作用,而P3在大麦黄花叶病毒属中是否有类似功能目前还未见报道。本研究利用烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)介导的本氏烟基因沉默系统,明确了WYMV的P3碳端在本氏烟上具有致病功能域P3-C,但完整的P3则不具有致病能力。进一步移码突变研究表明,P3-C的致病性是由其编码的多肽引起的,而非病毒来源的小干扰RNA介导的宿主基因沉默。同时P3-C的两个跨膜结构域对致病性具有重要作用,单独表达任何一个跨膜结构域P3-C均不能在本氏烟上引起明显症状。     

Delay of disease development in transgenic plants that express the tobacco mosaic virus coat protein gene

A chimeric gene containing a cloned cDNA of the coat protein (CP) gene of tobacco mosaic virus (TMV) was introduced into tobacco cells on a Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens from which tumor inducing genes had been removed. Plants regenerated from transformed cells expressed TMV mRNA and CP as a nuclear trait. Seedlings from self-fertilized transgenic plants were inoculated with TMV and observed for development of disease symptoms. The seedlings that expressed the CP gene were delayed in symptom development and 10 to 60 percent of the transgenic plants failed to develop symptoms for the duration of the experiments. Increasing the concentration of TMV in the inoculum shortened the delay in appearance of symptoms. The results of these experiments indicate that plants can be genetically transformed for resistance to virus disease development.     

Antigenic study of the protein from a defective strain of tobacco mosaic virus

Soluble protein from the defective strain PM2 of tobacco mosaic virus can be recognized as antigenically distinct from the protein of the wild-type tobacco mosaic virus by Ouchterlony and immunoelectrophoretic analyses at temperatures below 37 degrees C. At these temperatures a polymerized state of protein with a characteristic antigenic structure is present in the wild-type virus; this structure is absent from the PM2 preparations. Above 37 degrees C the precipitin patterns for tobacco mosaic virus and PM2 appear identical.     

黄瓜绿斑驳花叶病毒广东分离物的分子鉴定

采用RT-PCR方法,扩增并测定了黄瓜绿斑驳花叶病毒广东分离物(CGMMV-GD-GZ,CGMMV-GD-LZ,CGMMV-GD-LF)的外壳蛋白(coat protein,CP)和运动蛋白(movement protein,MP)基因序列。结果显示,CP基因序列全长486 bp,编码161个氨基酸;MP基因全长795 bp,编码264个氨基酸。CGMMV广东分离物与其他15个CGMMV分离物之间外壳蛋白基因核苷酸的同源性在90.9%～100%之间,运动蛋白核苷酸同源性为92.7%～100%;与同属其他13种病毒基因组核苷酸序列同源性分别仅为29.5%～56.2%和38.8%～61.8%。基于外壳蛋白和运动蛋白基因序列构建系统发育树显示,CGMMV不同分离物进化为亚洲和欧洲两大群体,3种CGMMV广东分离物与韩国、日本等亚洲分离物同源性极高,可能具有共同的侵染源。     

嫁接技术在大豆花叶病毒长距离运输机制研究上的应用

大豆花叶病毒侵染大豆植株后,通过胞间连丝进行胞间运输,通过维管束系统完成长距离运输。传统的摩擦接种只适合研究胞间运输,在研究大豆花叶病毒长距离运输方面,目前还没有一个较好的方法能够将大豆花叶病毒接种到维管束。本试验通过大豆嫁接过程中苗期的选择、切口长度以及切口的处理等条件进行了摸索,利用嫁接技术将病毒接种到维管束,为研究病毒的长距离运输机制提供技术保障。     

表达中国小麦花叶病毒（CWMV）外壳蛋白基因增强烟草对CWMV的抗病性

  目的  中国小麦花叶病毒（Chinese wheat mosaic virus,CWMV）是引起小麦黄花叶病的重要病原之一。获得表达CWMV外壳蛋白（coat protein,CP）的转基因烟草Nicotiana benthamiana（OECP）并分析其抗病性,为培育小麦抗病材料奠定工作基础。  方法  利用体外重组DNA技术构建含有CWMV外壳蛋白基因的表达载体,并通过农杆菌介导的转化方法,获得OECP。进一步利用Western Blot和PCR检测明确CWMV的外壳蛋白在OECP中能够正常的表达。  结果  部分转基因阳性植株出现矮化表型。此外,OECP阳性植株接种CWMV后7 d的定量分析表明,OECP中CWMV运动蛋白的表达量显著受到抑制。  结论  在烟草中表达CWMV的CP蛋白基因可显著增强烟草对CWMV的抗病性。     

Equilibrium sedimentation of uniform rods of tobacco mosaic virus

Equilibrium was achieved in centrifugal fields with tobacco mosaic virus by the Beams magnetically suspended ultracentrifuge. An attempt was made to account for the earth's gravitational component by using tilted cells in the rotor. The determinations of particle weight on highly uniform rods of tobacco mosaic virus in the apparent absence of nonideal behavior gave a value of (41.6 +/- 0.1) 10(6).     

Growth in microculture of single tobacco cells infected with tobacco mosaic virus

Single tobacco callus cells with or without tobacco mosaic virus inclusion bodies from systemically infected Nicotiana tabacum plants were grown in microcultures. The culture medium consisted of mineral salts and sucrose; it also contained coconut milk. Out of 100 inclusion-bearing cells and 150 inclusion-free cells, 10 and 70 cultured cells divided; eventually 5 and 65 cells, respectively, formed single cell clones. The 5 clones derived from inclusion-bearing cells, and all but 3 of 40 clones from inclusion-free cells, showed virus inclusions in somne cells. The virus could not be detected in three inclusion-free clones by local lesion assay. The results suggest single-cell culture methods for differentiating virus-free plants from cells of pathogen-infected plants.     

烟草花叶病毒蚕豆分离物移动蛋白基因克隆及序列分析

根据已报道的ＴＭＶ Ｕ１株系（ＴＭＶ－Ｕ１）的序列设计了特异性引物,利用ＲＴ－ＰＣＲ技术,从烟 草花叶病毒蚕豆分离物（ＴＭＶ－Ｂ）上扩增移动蛋白（ＭＰ）基因及其邻近序列。将此ｃＤＮＡ片段克隆于 ｐＢｌｕｓｃｒｉｐｔ ＳＫ质粒上,进行测序分析。结果表明：ＭＰ基因由８０７个核苷酸组成,编码２６８个氨基酸。与 ＴＭＶ－Ｕ１的ＭＰ基因序列比较,核苷酸序列及推导出的氨基酸序列的同源性分别为９９．０１％和 ９８．８９％。与ＴＭＶ－Ｙｕ的ＭＰ基因序列比较,同源性分别为９８．１４％和９８．８９％。说明ＴＭＶ的ＭＰ基因 在不同株系中是非常保守的。     

烟草花叶病毒运动蛋白的表达及特异性抗体制备

从烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)感染的发病烟草叶片中提取总RNA,通过RT-PCR扩增得到其运动蛋白基因,将扩增产物克隆到pMD18-T载体上.DNA序列分析表明,所得运动蛋白基因全长为807 bp,与已报道的TMV-U1株系核苷酸和氨基酸同源性均为100%.将目的基因亚克隆到原核表达载体pET-29a上,并转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导4 h后蛋白表达量达到最大,超声波显示所得融合蛋白以不可溶形式存在.SDS-PAGA检测蛋白表达情况,表达产物与目的蛋白大小一致,割胶免疫注射家兔得到抗体,ELISA测定效价为25600,Western-blot检测证明在烟草叶片被侵染早期MP得到表达,且抗体特异性良好.     

金针菇中一种抗病毒蛋白的纯化及其抗烟草花叶病毒特性

通过DEAE-SepharoseFF离子交换层析、Superdex75凝胶层析和高效液相色谱,从金针菇中获得抗烟草花叶病毒蛋白Zb,经SDS-PAGE确定该蛋白相对分子质量为30ku.采用半叶法在心叶烟上检测抗烟草花叶病毒活性,发现该蛋白抑制中质量浓度为4.4μg·mL-1.     

云南省烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒外壳蛋白基因克隆及序列分析

以从云南省主要烟区烟草上分离到的烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus, TMV）和黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus, CMV）的RNA为模板,采用RT-PCR技术,对TMV云南分离物（TMV-YN）的外壳蛋白（Coat protein,CP）基因及3’端非编码区和CMV云南分离物（CMV-YNa）的CP基因进行了cDNA克隆和序列测定。结果表明,TMV-YN的cDNA全长684个碱基（EMBL登录号为AJ239099）,通过GenBank进行同源性比较发现：其5'端的480个碱基为CP基因,编码159个氨基酸;3'端的204个氨基酸为非编码区;此CP基因与TMV-U1株系和TMV韩国普通株系核苷酸同源性均为100%。CMV-YNa的CP基因全长657个碱基（EMBL登录号为AJ239098）,编码218个氨基酸;此CP基因与CMV亚组 I 的CMV-RB株系、CMV-117F株系和CMV-Y株系的核苷酸同源性分别为96%、93%和92%。     

烟草NbbZIP28突变体的创建及其对病毒侵染胁迫的响应

【目的】bZIP类转录因子参与植物的生长发育、激素信号、抗病性及抗逆性等多种生物胁迫过程。前期研究表明黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)或烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染本氏烟(Nicotiana benthamiana)上调内质网应激（endoplasmic reticulum stress,ERs）因子NbbZIP28;NbbZIP28沉默导致病毒积累量上升,本研究旨在验证NbbZIP28对病毒侵染胁迫的响应机制。【方法】通过CRISPR/Cas9基因编辑技术和烟草遗传转染创建NbbZIP28基因突变植株,以野生型植株为对照,分别浸润接种侵染性克隆TMV-GFP、摩擦接种TMV-GFP或CMV接种液,检测突变体植株对病毒侵染胁迫的敏感性变化,接种CMV后0-48 h,采用qRT-PCR检测内质网应激相关的未折叠蛋白反应（unfolded protein response,UPR)基因的表达。本氏烟接种TMV 24 h、接种CMV 48 h后,在接种叶上浸润融合蛋白NbbZIP28-GFP,瞬时表达48 h后,采用Western blot检测病毒诱导NbbZIP28蛋白的水解激活;采用在线搜索工具PlantCARE分析NbbZIP28启动子区域中参与防卫和应激反应的顺式作用元件。【结果】CRISPR/Cas9定点敲除NbbZIP28后,目的基因靶位点缺失了10个碱基,导致翻译错误、蛋白功能变化。在正常生长条件下,转基因阳性植株与野生型无显著的表型差异。植株接种TMV-GFP后4-8 d,突变体中的病毒浸润斑亮度或初侵染点数目均显著高于野生型,扩展至新叶的速度较快。接种CMV后12-48 h,突变体中UPR相关基因BiP、PDI、CAM及NbbZIP28下游基因NF-YC2的表达量显著低于野生型;5-7 d突变体中的病毒外壳蛋白（coat protein,CP）基因表达量显著高于野生型,花叶及皱缩症状更显著。蛋白质序列比对分析显示NbbZIP28具有与拟南芥AtbZIP28相同的S1P和S2P蛋白酶水解位点。Western blot检测发现,与接种清水对照相比,TMV或CMV侵染显著促进了全长的融合蛋白NbbZIP28-GFP在S1P和S2P位点发生裂解。NbbZIP28启动子序列中包含5个参与热应激反应的顺式作用元件（heat stress response element,HSE）、3个参与低温反应的顺式作用元件（low temperature response element,LTR）、1个参与防卫和应激反应的顺式作用元件（TC-rich repeats）。【结论】病毒侵染促进NbbZIP28的水解激活并上调相关的UPR基因;NbbZIP28敲除导致植株对病毒的敏感性上升,病毒诱导的UPR基因表达被抑制。NbbZIP28为病毒侵染胁迫下的UPR调控因子,在病毒侵染早期通过上调UPR信号和提高寄主基础防卫反应而延缓病毒的侵染和增殖。     

烟草抗烟草花叶病毒基因N的研究

烟草的N基因是一个较为理想的抗烟草花叶病毒（tobacco mosaic virus,TMV)基因，它和TMV之间的互作是植物和病毒互领域里一个经典的系统。烟草N基因已经分离，TMV基因组结构和功能已经研究得很清楚。这为进一步研究两者的互作奠定了基础，本文介绍了这一领域取得的最新进展用存在的问题。     

大麦黄矮病毒运动蛋白在烟草中的瞬时表达(摘要)(英文)

[目的]快速鉴定运动蛋白基因在烟草中的瞬时表达,进一步研究该外源基因的功能。[方法]将大麦黄矮病毒的运动蛋白基因定向克隆到马铃薯X病毒载体上,得到重组的马铃薯X病毒,电击转化农杆菌后,利用农杆菌渗透注射技术注射到本生烟草的叶片中,逐日跟踪观察病毒对烟草的侵染状况。[结果]重组的PVX病毒载体进行PCR鉴定和双酶切鉴定(BamHI+XhoI),均得到了462bp的基因片段,证明外源片段BYDV-MP确实克隆到了PVX病毒载体GR107上。将含有重组的PVX病毒载体GR107-MP和空的PVX病毒载体GR107的农杆菌渗透缓冲液注射到5～6叶期的烟草幼苗后,第7天观察,重组病毒载体侵染的烟草系统叶有病毒侵染症状,而对照组未有此现象。对2组实验进行逐日跟踪观察,重组病毒载体侵染的烟草有较严重的病毒侵染症状和叶片卷曲现象,后期引起注射叶及系统叶坏死。而空病毒载体侵染的烟草只有轻微的病毒侵染症状,并能够恢复健康。对侵染的烟草进行RT-PCR检测,结果表明外源基因BYDV-MP在烟草体内进行了正常的转录和表达。[结论]BYDV-MP蛋白促进了PVX的系统侵染速度,加重了系统侵染的病毒症状,是病毒病症的决定因子;利用PVX表达载体表达异源MP的方法是可行的。     

广西烟草病毒病发生相关因素分析及综合防治研究

调查研究发现,广西烟草病毒病有烟草花叶病毒病（TMV）、黄瓜花叶病毒病（CMV）、马铃薯Y病毒病（PVY）、烟草蚀纹病毒病（TEV）、烟草环斑病毒病（TRSV）和由番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）引起的曲叶病毒病等6种,其中TMV分布最广、危害最大;烟草病毒病的发生与主栽品种抗病性、虫媒、气候、种植区域调整及农事操作等因素有关。2005～2007年连续3年在广西靖西县开展烟草病毒病综合防治试验示范,综合防治效果分别为90．38％、89．51％和82．35％,示范区烟草病毒病发病率和病情指数明显降低,上等烟比率、单产、产值等均比对照区高,示范区烟草病毒病综合防治取得了显著效果。     

引起二月兰花叶病的芜菁花叶病毒研究

在表现花叶、植株矮化、茎叶坏死和畸形的十字花科观赏植物二月兰（Ｏｒｙｃｈｏｐｈｒａｇｍｕｓｖｉｏ－ｌａｃｅｕｓ）上分离到一种线状病毒,其病毒粒子分布范围为７８０～８００ｎｍ．通过寄主反应测定、病毒提纯和形态观察、血清学反应测定,确定该病毒为芜菁花叶病毒（ＴｕＭＶ）．病毒分离物ＡＨ１回接二月兰无病毒苗,引起黄斑、系统花叶、系统坏死和畸形,在供试十字花科植物上均产生系统侵染,并在洋酸桨等茄科供试寄主上引起系统症状．ＡＨ１与来自十字花科甘蓝型油菜上的一个ＴｕＭＶ有紧密的血清学关系,但在寄主反应上与之有一定差异．对自然发病的二月兰植株和接种ＡＨ１分离物的系统寄主用ＴｕＭＶ抗血清进行免疫电镜观察,均检测到线状病毒粒子,用ＣＭＶ抗血清、ＴＭＶ抗血清进行检测,均没有发现相关病毒．作者认为：ＴｕＭＶ即是引起二月兰花叶病的病原．这是ＴｕＭＶ侵染该属植物的首次报道．