甘蔗ShPR10基因的克隆及其编码蛋白与甘蔗线条花叶病毒P1蛋白的互作研究

Cloning of Sugarcane ShPR10 Gene and Study on the Interaction Between ShPR10 Protein and P1 Protein Encoded by Sugarcane Streak Mosaic Virus

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摘要病程相关蛋白 10(pathogenesis related protein 10,PR10)在植物抵抗病毒侵染中发挥重要作用.前期以甘蔗线条花叶病毒(Sugarcane streak mosaic virus,SCSMV)编码的RNA沉默抑制子P1 为诱饵,筛选获得一个甘蔗ShPR10 蛋白.为探究ShPR10 在甘蔗应答SCSMV侵染过程中的功能,利用同源克隆技术克隆甘蔗ShPR10 基因并对其编码蛋白进行生物信息学分析,利用绿色荧光蛋白融合表达法分析ShPR10 蛋白的亚细胞定位,采用酵母双杂交和双分子荧光互补技术验证ShPR10 与SCSMV P1的互作关系,采用农杆菌共浸润瞬时表达系统和Western blot技术分析ShPR10 对P1 沉默抑制子活性的影响.结果显示,甘蔗ShPR10 基因开放阅读框全长 570 bp,编码一个不稳定亲水蛋白,蛋白分子量为 21.17 kD,等电点为 4.77,含有一个P-loop基序,不含跨膜结构域和信号肽.ShPR10 二级结构包含 51.85%的无规则卷曲、35.98%的α-螺旋、7.41%的延伸链和 4.76%的β-转角.ShPR10蛋白与玉米ZmPR10蛋白的氨基酸序列相似性高达91.53%,两者在进化树上聚为一个分支.ShPR10定位在细胞质和细胞核,与SCSMV P1 在酵母细胞和烟草细胞中存在互作关系.ShPR10 本身不具有沉默抑制子活性,其表达削弱了P1 的沉默抑制子活性,但对P1 蛋白的含量无明显影响.综上,ShPR10 可能通过结合P1 来削弱P1 的沉默抑制子活性,从而提高甘蔗对SCSMV的抗性.