利用酵母双杂交系统筛选介体异沙叶蝉中与小麦矮缩病毒外壳蛋白互作的蛋白质

【目的】利用分离泛素酵母双杂交膜系统(split-ubiquitin yeast membrane system),以小麦矮缩病毒(Wheat dwarf virus,WDV)的外壳蛋白(CP)基因为诱饵对异沙叶蝉(Psammotettix alienus L.)c DNA文库进行筛选,研究异沙叶蝉传播WDV的分子机制。【方法】以笔者实验室饲养的异沙叶蝉为材料,提取其总RNA后取100 ng进行纯化,利用SMART法反转录合成ds c DNA,经过Sfi I酶切纯化,连接到p PR3-N文库载体上,构建得到以p PR3-N为载体的异沙叶蝉分离泛素酵母双杂交膜系统c DNA文库。同时,构建带有Sfi I酶切位点的诱饵载体p DHB1-WDV CP,经功能检测后用诱饵载体初步筛选p PR3-N空文库,寻找适合筛库的条件和确定His基因产物抑制剂3-氨基-1,2,4-三唑(3-AT)的使用浓度。然后用诱饵载体筛选异沙叶蝉c DNA文库,对筛选结果进行分析,再通过共转验证和β-半乳糖苷酶检测进一步验证是否发生互作。利用Uniprot和KEGG在线网站,对筛到的蛋白进行gene ontology(GO)注释和Pathway分析。【结果】初级文库库容量超过2.0×106 cfu,文库实际扩增数量大于1.3×106 cfu,文库重组率大于97%,扩增文库插入片段平均长度大于1 000 bp,表明异沙叶蝉c DNA文库的质量较高。酶切验证显示诱饵载体p DHB1-WDV-CP中CP的插入完整而准确。功能检测表明融合蛋白能够正确表达。在3-AT浓度为5 mmol?L-1的筛选条件下,诱饵载体筛选异沙叶蝉c DNA文库得到280个克隆,经测序和Blast比对分析最终得到12个可能与WDV的CP发生互作的异沙叶蝉蛋白质。将这12个蛋白质再次进行共转验证和β-半乳糖苷酶检测,最终得到9个蛋白质与WDV CP互作。GO注释显示,9个蛋白参与的生物过程包括蛋白去磷酸化、碳水化合物代谢过程、先天性免疫应答、模式识别受体的信号通路、运输、同向运输和乙醇氧化等;分子功能包括金属离子结合活性、蛋白磷酸酶活性、信号模式识别受体的活性、水解酶活性、磷酸离子载体活性和叶酸运输活性等。参考KEGG数据库,这些蛋白参与的代谢途径有泛素介导的蛋白水解途径、内吞作用、花生四烯酸代谢途径、c AMP信号通路和模式识别受体的信号通路等。【结论】异沙叶蝉分离泛素酵母双杂交膜系统c DNA文库的成功构建与筛选,为研究异沙叶蝉与小麦矮缩病毒的互作机制研究奠定了基础。

双重RT-PCR法同步检测单头异沙叶蝉携带的两种小麦病毒

异沙叶蝉可传播小麦矮缩病毒Wheat dwarf virus(WDV)和小麦黄条纹病毒Wheat yellow striate virus(WYSV)两种病毒。本文根据WDV和WYSV的基因序列分别设计两种病毒的特异性引物对,以含有上述两种病毒的异沙叶蝉样品总RNA为模板,以随机引物为3′端通用引物反转录获得cDNA,然后在同一个PCR反应体系加入两对引物,分别得到与预期相符的773 bp和322 bp扩增产物条带。通过对引物浓度、dNTP和rTaq用量以及退火温度等条件进行优化,建立了能在同一异沙叶蝉体内检测WDV与WYSV两种小麦病毒的双重RT-PCR方法。该双重PCR方法特异性强、敏感性高,可以快速准确地在一个体系里同步检测介体昆虫体内的两种病毒,有效地检测虫体内病毒带毒率,这些结果可为病毒预测预报和病害防治提供参考。

ATP6蛋白影响异沙叶蝉对小麦蓝矮植原体的传播效率

【目的】探索异沙叶蝉Psammotettix alienus ATP6蛋白对小麦蓝矮植原体(wheat blue dwarf phytoplasma,WBDp)传播效率的影响。【方法】将异沙叶蝉mRNA反转录合成cDNA,构建分离泛素酵母双杂交膜系统cDNA文库;用WBDp的虫传相关蛋白P2-4为诱饵,从异沙叶蝉cDNA文库杂交筛选互作蛋白;通过RNAi沉默ATP6基因,验证ATP6蛋白对异沙叶蝉3龄若虫传播WBDp的影响。【结果】构建了异沙叶蝉分离泛素酵母双杂交膜系统cDNA文库,用P2-4从cDNA文库中杂交筛选获得了ATP6等多种互作蛋白。RNAi结果发现沉默ATP6基因后异沙叶蝉3龄若虫的WBDp传播率比对照组显著下降了23.33%±3.33%,表明ATP6是异沙叶蝉参与WBDp传播的关键蛋白。【结论】明确了异沙叶蝉ATP6是参与WBDp传播的一个关键蛋白。为进一步探明异沙叶蝉传播WBDp的分子机制和植原体病害的田间防治提供了理论基础。