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甘蔗花叶病(sugarcane mosaic disease, SMD)是危害甘蔗产业的主要病毒性病害之一。其病原主要为甘蔗花叶病毒（Sugarcane mosaic virus,SCMV），高粱花叶病毒（Sorghum mosaic virus, SrMV）和甘蔗条纹花叶病毒（Sugarcane streak mosaic virus, SCSMV），均属于马铃薯Y病毒科。对于马铃薯Y病毒科病毒（Potyviridae）而言，通过（Viral Protein Genome-linked）VPg与寄主的真核翻译起始因子(eukaryotic translation initiation factor4E,eIF4E)互作启动病毒基因组翻译，是病毒在寄主体内建立系统性侵染的关键环节之一,因此，eIF4E是其中一个比较关键的寄主因子。 eIF4E是一个多基因家族，甘蔗中有三类eIF4E基因，包括eIF4E1、eIF4E2、eIF4E3。蛋白互作实验表明，SCMV-VPg与SceIF4E1、SceIF4E2互作，SrMV-VPg与SceIF4E1、SceIF4E2互作，SCSMV-VPg与SceIF4E1互作，SceIF4E3不与任何病毒的VPg互作。已有研究证明eIF4E介导的天然隐性抗性是来自eIF4E蛋白质非同义突变。但是在甘蔗中，eIF4E基因的多态性不明，抗花叶病甘蔗材料的抗性是否来自eIF4E的突变尚未见报道。因此，本研究以18个抗或感SrMV的甘蔗为材料，针对SceIF4E1和SceIF4E2基因，克隆了他们的cDNA序列和基因组序列，探讨其多态性，分析其突变位点，包括Indel和SNP变异，并利用酵母双杂交系统和双分子荧光互补技术，研究了SCMV和SrMV的VPg与突变类型的eIF4E的互作关系。主要研究内容和结果如下： 1、SceIF4E1和SceIF4E2的cDNA和基因组序列的克隆和分析 以16个抗SrMV和2个感SrMV的甘蔗材料为实验材料，克隆了SceIF4E1和 SceIF4E2基因组序列和 cDNA序列，利用生物信息学方法分析了 SceIF4E1和SceIF4E2基因及编码蛋白的序列变异，探讨了其多态性。结果表明SceIF4E1和SceIF4E2的多态性非常丰富，在不同甘蔗材料中存在差异。克隆了SceIF4E1的一种变异类型，该变异类型的序列在第一个外显子上缺失90bp。为便于区分，将缺失的类型命名为SceIF4E1-T1，正常的SceIF4E1命名为SceIF4E1-T2。 2、SceIF4E1和SceIF4E2的生物信息学分析 首先对SceIF4E1和SceIF4E2进行蛋白三维结构分析，确定了两种不同类型的SceIF4E1，将其分别命名为SceIF4E1-T1和SceIF4E1-T2，并对SceIF4E1-T1和 SceIF4E1-T2进行序列比对分析、蛋白质三维结构预测以及与不同植物的eIF4E进行同源性分析。结果表明，SceIF4E1-T1虽然缺失了90 bp，但是并未影响其编码蛋白的空间构象，推测其仍然具有翻译起始的功能；不同植物的eIF4E同源性很高，并且功能区域较保守。 3、SceIF4E1-T1、SceIF4E1-T2与SCMV-VPg、SrMV-VPg互作验证 构建了SceIF4E1-T1和SceIF4E1-T2的酵母双杂交和双分子荧光互补的载体，研究了 SceIF4E1-T1、SceIF4E1-T2与 SCMV-VPg、SrMV-VPg的互作关系。实验结果表明，SceIF4E1-T1、SceIF4E1-T2均与 SCMV-VPg互作，SceIF4E1-T2与SrMV-VPg互作，但SceIF4E1-T1与SrMV-VPg不互作，且不同种病毒与不同的翻译起始因子的结合能力不同。