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小麦黄矮病(Wheat yellow dwar)是一类由大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf viruses,BYDVs)侵染引起的世界性禾谷类作物病害,在我国北方麦区危害严重。田间小麦被BYDVs侵染后叶片呈现倒V字形黄化,植株矮化,分蘖减少等症状。其中BYDV-GAV是危害我国小麦的主要病原,目前对其侵染后引起寄主矮化的机理尚不明确,因此我们需要通过探究BYDV-GAV与寄主之间的互作关系,揭示病毒致病的分子机制,这对于防治小麦黄矮病有着重要的理论指导意义。二穗短柄草(Brachypodium distachyon)作为禾本科的模式植物相较于小麦,其植株矮小,基因组简单,易于培养以及遗传转化体系成熟等优点,更适合作为研究病毒与寄主互作的材料。赤霉素作为高等植物体内调控植株生长发育特别是植株高度的重要激素,其含量的降低或缺失,往往导致植株矮化。而BYDV-GAV侵染寄主后造成的典型症状之一就是矮化。因此本文以赤霉素为切入点,以模式植物二穗短柄草为研究材料,探究BYDV-GAV侵染二穗短柄草后植株矮化形成机制,取得的主要研究结果如下:(1)利用带毒麦二叉蚜,将BYDV-GAV接种到二叶一心期二穗短柄草Bd21,接种21d后二穗短柄草呈现叶片红化、植株矮化等症状。通过液相色谱法测定出BYDV-GAV侵染二穗短柄草后导致体内活性赤霉素GA3含量降低,同时利用实时荧光定量PCR测定出赤霉素合成通路关键合成酶Bd KO、赤霉素信号转导通路赤霉素受体Bd GID1以及正向调控因子Bd GID2显著下调,赤霉素失活酶Bd GA2ox与赤霉素信号转导通路抑制因子Bd DELLA-SLN则显著上调。外施赤霉素可以有效缓解由BYDV-GAV侵染导致的矮化症状,且在一定范围内随着赤霉素浓度的增加,喷施赤霉素的发病植株的平均株高也随之升高。(2)克隆了Bd KO、Bd GID1、Bd GID2、Bd DELLA-SLN的基因,并构建到酵母双杂诱饵载体p GADT7上。分别与猎物质粒p GBKT7-MP、p GBKT7-CP共转化酵母细胞,结果表明BYDV-GAV编码的MP蛋白与Bd GID2、Bd DELLA-SLN互作;采用双分子荧光互补(Bi FC)技术,进一步证明了MP与Bd GID2、Bd DELLA-SLN的互作,并且作用在细胞核内。(3)构建了两个Bd DELLA-SLN缺失突变体AD-DELLA-SLN△DELLA、AD-DELLA-SLN△GRAS通过酵母双杂交实验验证与MP的互作关系。结果表明Bd DELLA-SLN与MP互作的关键区域为对植株生长具有抑制功能的GRAS结构域。(4)利用BSMV-VIGS技术,对Bd GID2、Bd DELLA-SLN进行功能分析。结果显示,沉默Bd GID2后二穗短柄草植株明显矮化,而沉默Bd DELLA-SLN后二穗短柄显著升高。表明Bd GID2与Bd DELLA-SLN的基因表达水平与二穗短柄草植株高度分别呈正相关以及负相关性。综上所述,BYDV-GAV侵染二穗短柄草后干扰了其体内赤霉素通路部分关键因子的正常表达,导致赤霉素效应减弱,是最终造成被侵染的二穗短柄草植株明显矮化的重要原因。推测BYDV-GAV编码的MP蛋白通过与二穗短柄草体内Bd GID2、Bd DELLA-SLN互作,负调控赤霉素信号转导通路正向调节因子Bd GID2的表达,同时促进植物生长抑制因子Bd DELLA-SLN的表达,两者的共同作用导致矮化症状的产生。