浙大周雪平、清华戚益军教授Cell子刊发表植物学新成果

2016年12月10日，国际学术权威刊物Cell出版集团旗下子刊《Molecular Plant》在线发表了浙江大学和清华大学合作的一项最新研究成果，题为“Turnip yellow mosaic virus P69 interacts with and suppresses GLK transcription factors to cause pale-green symptom in Arabidopsis ”。该研究表明，芜菁黄花叶病毒P69可与GLK相互作用，并对其进行抑制，引起拟南芥的亮黄色花叶症状。浙江大学农学院生物技术研究所的周雪平教授和清华大学生命科学联合中学的戚益军教授，为本文共同通讯作者。

植物病毒感染通常会引起遗传、激素和代谢的紊乱，导致疾病的症状，如叶片黄化，叶片扭曲、矮化、萎蔫、坏死等异常。芜菁黄叶病毒（TYMV）是一个正链RNA病毒，可侵染拟南芥和芸薹属植物物种，并引起亮黄色花叶症状。TYMV基因组包含三个开放阅读框（ORF），它们分别编码假定的RNA依赖性RNA聚合酶（RdRp）与病毒毒力蛋白P69。不依赖于TYMV感染，P69的转基因表达足以引起某些症状，包括淡绿色的叶子，矮小，开花延迟和低生育率。已有研究提出，这些症状部分归因于增强的miRNA积累和miRNA靶基因的表达降低，这是由P69引起的。然而，目前尚不清楚的是，P69是如何通过miRNA独立机制而导致这些疾病症状的。

该研究小组推测，P69可能与宿主因子相互作用，并妨碍其引发疾病的功能。因此在这项研究中，他们进行了酵母双杂交筛选，把P69用作诱饵对抗来自拟南芥幼苗的一个cDNA文库，以确定P69相互作用的宿主蛋白。研究人员得到了15个蛋白质作为P69的阳性结合伙伴。其中，Golden2-样1（GLK1）和GLK2引起了研究人员极大的兴趣。GLK1和GLK2的GARP转录因子超家族的成员，并采取多余的行动来调节一系列核光合基因的表达，从而调节叶绿体的发育和维护。GLKs包含两个独特的结构域：GLK DNA结合结构域和C-末端结构域，称为GCT盒。

酵母双杂交实验表明，P69通过GCT盒与GLKs结合。接下来研究人员在叶肉细胞原生质体中进行了双分子荧光互补（BiFC）实验，以进一步检查P69是否以及在哪里与GLK蛋白相互作用。他们发现，P69在叶肉细胞的细胞核中与GLK蛋白共定位和相互作用。

研究人员还产生了过表达C-末端HA标记P69的转基因株系，以及在P69-HAox转基因株系与GLK1-Flagox株系的杂交后代中的P69-HA和GLK1-Flag的免疫共沉淀。FLAG标记的GLK1（在GLK1 GLK2突变的背景下，GLK1-Flagox）。P69和GLK1之间的相互作用，通过P69-HAox 转基因株系与GLK1-Flagox 株系杂交后代的P69-HA和GLK1-Flag的共免疫沉淀而得以证实。