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

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(PhotosystemⅡ,PSⅡ)的Psb S亚基在NPQ起关键作用。甘蔗(Saccharum spp.hybrid)中PSⅡPsb S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Psb S亚基编码基因,命名为Sc Psb S,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, Sc Psb S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Psb S亚基结构域。系统进化树分析表明, Sc Psb S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,Sc Psb S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。