病毒侵染植物后引起叶、花和果实色素代谢异常,如番茄斑萎病毒(tomato spotted wilt virus,TSWV)侵染番茄后引起紫脉症状,但病毒对寄主植物色素代谢的影响机制尚未明确。该研究以感染TSWV的番茄品种‘草莓番茄'不同发病程度紫脉叶片样品为实验材料,分析紫脉叶片中叶绿体超微结构病变、质体色素物质含量及其相关性。结果表明:(1)TSWV侵染的番茄叶片中叶绿体结构畸变程度随紫脉症状的加深而逐渐加重,质体小球的数量及体积增加,基粒的数量降低,叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量降低。(2)总叶绿素含量与质体小球数量呈负相关,与基粒数量呈正相关。(3)紫脉叶片中类胡萝卜素合成途径相关酶基因(ZEP、PDS、LCYE等)及色素转录调控因子AP2a、MYB12和PIF1a的表达水平显著降低。(4)TSWV侵染番茄后其N基因复制表达引起番茄叶片叶绿体超微结构病变和色素合成代谢变化,进而引起叶片出现紫脉症状。上述结果为进一步探索TSWV侵染寄主植物后颜色症状形成的机制提供新的途径。该研究首次报道了TSWV侵染番茄引起紫脉叶片的叶绿体超微结构病变和色素物质之间的关系,色素代谢调控因子可能是TSWV致病的新靶点,并为通过靶点基因编辑抗TSWV番茄种质创制提供新的方向。

李 妤