本發(fā)明屬于植物保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種防治玉米褪綠斑駁病毒的方法。

背景技術(shù)：

1、玉米褪綠斑駁病毒(maize?chlorotic?mottle?virus，mcmv)屬于番茄叢矮病毒科(tombusviridae)玉米褪綠斑駁病毒屬(machlomovirus)，其病毒粒子是直徑30nm左右的正二十面體。mcmv主要侵染玉米、甘蔗、谷子，主要通過(guò)薊馬等介體傳播，還可以通過(guò)機(jī)械摩擦和種子傳播。mcmv單獨(dú)侵染會(huì)導(dǎo)致玉米葉片基部會(huì)產(chǎn)生輕微的褪綠斑駁癥狀，隨后癥狀逐漸向上發(fā)展到葉尖，嚴(yán)重時(shí)褪綠部分連接成片，形成葉斑。當(dāng)mcmv與馬鈴薯y病毒科(potyviridae)病毒復(fù)合侵染時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重的玉米病毒病害玉米致死性壞死病(maizelethal?necrosis?disease，mlnd)，致使玉米產(chǎn)量損失嚴(yán)重。mcmv基因組為單鏈正義rna病毒，包含sgrna1和sgrna2兩條亞基因組。mcmv基因組直接編碼p32、p50及p50的通讀蛋白p111，其中sgrna1可編碼p7a、p7b、p31和cp，sgrna2不編碼蛋白，p31是mcmv主要致病因子幫助病毒進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。p31蛋白可以劫持zmcat1以增強(qiáng)p31的積累并減弱sa介導(dǎo)的防御；p31蛋白還可以直接靶向zmpao1并增強(qiáng)酶活性以在一定程度上抵消zma-mir167介導(dǎo)的防御(liu?x,liu?s,chen?x,et?al.maize?mir167-arf3/30-polyamine?oxidase?1module-regulated?h2o2?production?confers?resistance?to?maize?chlorotic?mottlevirus.plant?physiol.2022jun?1；189(2):1065-1082.)。

2、硫胺素(thiamine)又稱(chēng)為維生素b1(vtamin?b1，vb1)是所有生物體必需的微量營(yíng)養(yǎng)素，它的兩個(gè)合成前體：4-氨基-5-羥甲基-2-甲基嘧啶磷酸和4-甲基-5-(2-羥乙基)-噻唑磷酸分別是由嘧啶合酶(pyrimidine?synthase，thic)和噻唑合酶(phiazole?synthase，thi1)催化的。硫胺素有硫胺素單磷酸(thiamine?pyrophosphate，tmp)、硫胺素焦磷酸(thiamin?diphosphate，tpp)和硫胺素三磷酸(thiamine?triphosphate，ttp)三種形式。硫胺素焦磷酸是硫胺素的活化形式，作為丙酮酸脫氫酶復(fù)合體(pyruvate?dehydrogenasecomplex，pdhc)、α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體(α-ketoglutarate?dehydrogenase?complex，kgdhc)和轉(zhuǎn)酮醇酶(transketolase，tk)等重要酶反應(yīng)的輔酶因子參與了許多代謝活動(dòng)并發(fā)揮著關(guān)鍵作用。硫胺素是所有生物體必須的，硫胺素缺乏植物幼苗會(huì)失綠，嚴(yán)重時(shí)會(huì)致死。它在植物的生長(zhǎng)發(fā)育、生物與非生物脅迫中發(fā)揮重要作用(dong?w,stockwell?vo,goyer?a.enhancement?of?thiamin?content?in?arabidopsis?thaliana?by?metabolicengineering.plant?cell?physiol.2015dec；56(12):2285-96.)；硫胺素能夠觸發(fā)植物的防御系統(tǒng)，當(dāng)外源施用硫胺素防治病原體侵染時(shí)，致病相關(guān)蛋白會(huì)迅速積累(boubakri?h,gargouri?m,mliki?a,et?al.vitamins?for?enhancing?plantresistance.planta.2016sep；244(3):529-43.doi:10.1007/s00425-016-2552-0.epub2016jun17.pmid:27315123.)；有研究表明，大麥黃矮病毒-gav(bydv-gav)的17k蛋白能夠破壞硫胺素生物合成，進(jìn)而促進(jìn)植物病毒感染。這表明在植物中，硫胺素的生物合成與抗病毒能力之間存在聯(lián)系。然而，這一發(fā)現(xiàn)并不能證明硫胺素可以直接抗病毒，而是暗示了硫胺素在植物防御病毒中的潛在作用，其具有抗病廣譜性的分子機(jī)制還有待揭示(han?x,yangx,chen?s,et?al.barley?yellow?dwarf?virus-gav?17k?protein?disrupts?thiaminebiosynthesis?to?facilitate?viral?infection?in?plants.plant?j.2024jul；119(1):432-444.)硫胺素作為一種天然存在的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，將其用于提高植物對(duì)病毒病的抗性，具有更高的環(huán)境相容性，有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展；但其在植物體內(nèi)的作用機(jī)制尚不完全清楚，因此需要進(jìn)一步研究為應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種硫胺素防治玉米褪綠斑駁病毒的方法及應(yīng)用。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、本技術(shù)發(fā)現(xiàn)噴施硫胺素增強(qiáng)玉米對(duì)mcmv的抗性，為進(jìn)一步明確硫胺素增強(qiáng)寄主抗病毒作用的分子機(jī)制，我們對(duì)健康植物、mcmv侵染植株、硫胺素噴施植株、硫胺素噴施后接種mcmv的植株4組處理進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，結(jié)果顯示mcmv侵染會(huì)影響硫胺素代謝通路相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄變化，導(dǎo)致植物內(nèi)源硫胺素的生物合成受到抑制。對(duì)噴施硫胺素后接種mcmv與單獨(dú)接種mcmv處理進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn)硫胺素可以通過(guò)誘導(dǎo)mapk途徑增強(qiáng)植物防御反應(yīng)，并且誘導(dǎo)苯丙烷生物合成途徑促進(jìn)植物細(xì)胞壁木質(zhì)素的合成從而抑制mcmv的侵染。

4、本技術(shù)還發(fā)現(xiàn)mcmv關(guān)鍵致病因子p31蛋白和硫胺素合成關(guān)鍵基因zmthic互作，利用cmv介導(dǎo)的基因沉默體系將植物內(nèi)源的zmthic進(jìn)行沉默，zmthic沉默后導(dǎo)致mcmv的積累量高于對(duì)照植株。通過(guò)lc-ms測(cè)定發(fā)現(xiàn)，zmthic沉默和mcmv侵染均會(huì)導(dǎo)致植物內(nèi)源硫胺素含量下降。mcmv侵染后通過(guò)p31與zmthic互作通過(guò)改變zmthic的定位從而抑制硫胺素的合成。

5、基于此，本發(fā)明提出一種硫胺素防治玉米褪綠斑駁病毒的方法，步驟為：在植物葉片上噴施硫胺素溶液。

6、優(yōu)選的，上述硫胺素溶液的使用濃度為10-50mm。

7、優(yōu)選的，上述硫胺素溶液通過(guò)調(diào)控mapk信號(hào)通路和木質(zhì)素合成途徑提高植物對(duì)玉米褪綠斑駁病毒的抗性。

8、優(yōu)選的，上述調(diào)控mapk信號(hào)通路是通過(guò)上調(diào)基因mapkkk17.2和基因mapkkk17.3的表達(dá)量實(shí)現(xiàn)的。

9、優(yōu)選的，上述調(diào)控木質(zhì)素合成途徑是通過(guò)上調(diào)苯丙氨酸解氨酶、β-葡萄糖苷酶、肉桂醇脫氫酶和過(guò)氧化物酶的含量實(shí)現(xiàn)的。

10、優(yōu)選的，上述植物為玉米。

11、第二方面，上述的方法在防治玉米褪綠斑駁病毒中的應(yīng)用。

12、第三方面，上述的方法在促進(jìn)植物生長(zhǎng)中的應(yīng)用。

13、第四方面，上述的方法在提高植物廣譜抗病毒能力中的應(yīng)用。

14、第五方面，上述的方法在提高植物木質(zhì)素含量中的應(yīng)用。

15、優(yōu)選的，上述木質(zhì)素包括對(duì)羥基苯基木質(zhì)素、愈創(chuàng)木基木質(zhì)素、5-羥基愈創(chuàng)木基木質(zhì)素和紫丁香基木質(zhì)素中的一種或多種。

16、優(yōu)選的，上述植物為玉米。

17、本發(fā)明具有以下有益效果：

18、本技術(shù)發(fā)現(xiàn)噴施硫胺素能夠增強(qiáng)玉米對(duì)mcmv的抗性，為明確硫胺素增強(qiáng)寄主抗病毒作用的分子機(jī)制進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，結(jié)果顯示mcmv侵染會(huì)影響硫胺素代謝通路相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄變化，導(dǎo)致植物內(nèi)源硫胺素的生物合成受到抑制。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)mcmv關(guān)鍵致病因子p31蛋白和硫胺素合成關(guān)鍵基因zmthic互作，植物內(nèi)源的zmthic基因沉默后導(dǎo)致mcmv的積累量高于對(duì)照植株；通過(guò)lc-ms測(cè)定發(fā)現(xiàn)，zmthic沉默和mcmv侵染均會(huì)導(dǎo)致植物內(nèi)源硫胺素含量下降；mcmv侵染后通過(guò)p31與zmthic互作改變zmthic的定位從而抑制硫胺素的合成；對(duì)噴施硫胺素后接種mcmv與單獨(dú)接種mcmv處理進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)硫胺素可以通過(guò)誘導(dǎo)mapk途徑增強(qiáng)植物防御反應(yīng)、誘導(dǎo)苯丙烷生物合成途徑促進(jìn)植物細(xì)胞壁木質(zhì)素的合成從而抑制mcmv的侵染；綜上所述，外施硫胺素通過(guò)促進(jìn)玉米生長(zhǎng)、增強(qiáng)植物防御反應(yīng)和增加木質(zhì)素合成來(lái)增加對(duì)病毒病害的抗性，分子作用機(jī)制表明硫胺素通過(guò)誘導(dǎo)植物免疫反應(yīng)從而產(chǎn)生廣譜的抗病作用。