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矮花叶病是我国玉米上危害最重的病毒病之一,在各大产区均有发生,严重威胁玉米的安全生产。甘蔗花叶病毒（sugarcane mosaic virus,SCMV）是引起我国玉米矮花叶病的主要毒原之一。SCMV属于马铃薯Y病毒属（Potyvirus）,基因组编码11个蛋白。辅助成分-蛋白酶（helper component-proteinase,HC-Pro）是马铃薯Y病毒属病毒编码的RNA沉默抑制因子,参与调控病毒致病力。目前对HC-Pro调控SCMV致病力的机制还不清楚。本研究基于SCMV全长c DNA侵染性克隆p SCMV,利用反向遗传学技术,筛选到调控病毒致病力的新位点;通过亲和纯化结合质谱分析,筛选到与HC-Pro互作的玉米三酰甘油脂酶（Zea mays triacylglycerol lipase,ZmTGL）,揭示了ZmTGL通过降低HC-Pro积累和RNA沉默抑制活性,以及激活水杨酸途径抑制SCMV侵染玉米的机制。具体结果如下:1、HC-Pro FRNK基序中精氨酸(R184)和赖氨酸(K186)突变影响了SCMV致病力;HC-Pro第440位的甘氨酸(G440)自发突变为R恢复了SCMV致病力。将SCMV HC-Pro中FRNK基序的R184替换为异亮氨酸（I）或K,K186替换为丙氨酸（A）或R,得到突变体SCMV-HCFINK、SCMV-HCFKNK、SCMV-HCFRNA和SCMV-HCFRNR。与野生型SCMV相比,SCMV-HCFRNR在玉米中的积累量约降低40%;SCMV-HCFINK、SCMV-HCFKNK和SCMV-HCFRNA在玉米中积累量约降低80%。在接种玉米后第35天（days,d）,SCMV-HCFINK突变体后代HC-Pro G440的密码子GGA自发突变为编码R的密码子AGA,产生双突变体SCMV-HCFINK/G440R。SCMV-HCFINK/G440R突变体致病力和HC-Pro RNA沉默抑制活性与野生型SCMV无明显差别。将SCMV-HCFINK突变体HC-Pro G440分别替换为K和组氨酸（H）,得到双突变体SCMV-HCFINK/G440K和SCMV-HCFINK/G440H。SCMV-HCFINK/G440K突变体致病力和HC-Pro RNA沉默抑制活性与野生型SCMV无明显差别,而SCMV-HCFINK/G440H突变体致病力和HC-Pro RNA沉默抑制活性较野生型SCMV显著降低,与SCMV-HCFINK突变体无明显差别。SCMV HC-Pro G440对应西瓜花叶病毒（watermelon mosaic virus,WMV）HC-Pro第437位的天冬氨酸(N437)和烟草脉带花叶病毒（tobacco vein banding mosaic virus,TVBMV）HC-Pro第438位的丝氨酸(S438),分别将WMV-HCFINK突变体HC-Pro N437和TVBMV-HCFINK突变体HC-Pro S438替换为R,可增强病毒致病力及HC-Pro RNA沉默抑制活性。2、同时突变HC-Pro FRNK和锌指基序中参与调控病毒致病力的两个位点,获得了遗传稳定、有良好交叉保护效果的SCMV弱毒突变体。将SCMV HC-Pro锌指基序中保守的半胱氨酸C57和C60替换为A,能够降低病毒致病力和HC-Pro RNA沉默抑制活性。分别将SCMV-HCFINK和SCMV-HCFKNK突变体HC-Pro的C57或C60替换为A,获得含双突变位点的SCMV突变体FINK/C57A、FINK/C60A、FKNK/C57A和FKNK/C60A。与野生型SCMV相比,FINK/C60A、FKNK/C57A和FKNK/C60A突变体病毒致病力显著下降,在接种玉米后第60 d未引起明显的花叶症状;FINK/C57A突变体无法系统侵染玉米。交叉保护实验结果表明,在保护间隔期为20 d时,FKNK/C60A突变体交叉保护效率达到100%。3、揭示了与HC-Pro互作的ZmTGL通过降低HC-Pro积累和RNA沉默抑制活性,以及激活水杨酸途径抑制SCMV侵染的机制。为了筛选玉米中与SCMV HC-Pro互作的蛋白,我们在p SCMV侵染性克隆HC-Pro编码序列的5’-端插入了Strep标签序列,获得病毒载体p SCMV-Strep-HC-Pro。在p SCMV-Strep-HC-Pro接种玉米后第10 d,玉米上部叶片表现出与接种野生型SCMV相似的花叶症状。亲和纯化结合质谱分析筛选到玉米三酰甘油脂酶（ZmTGL）蛋白。ZmTGL属于病程相关的脂酶,在SCMV侵染玉米后第10 d被诱导显著上调表达。在ZmTGL基因沉默50%的玉米植株中,SCMV积累水平约为对照组的3倍。酵母双杂交、萤火素酶互补和双分子荧光互补实验结果表明,ZmTGL与HC-Pro在体内和体外均可直接互作。过表达ZmTGL能降低SCMV HC-Pro的RNA沉默抑制活性和积累。突变分析发现ZmTGL脂酶水解活性与HC-Pro积累水平和RNA沉默抑制活性的降低有关。脂酶在水杨酸信号传导中起作用,提高ZmTGL积累水平诱导水杨酸及其响应基因的上调表达。与表达野生型ZmTGL的植株相比,表达ZmTGL脂酶水解活性缺失突变体的玉米中SCMV积累量明显增加,表明ZmTGL抑制SCMV侵染玉米与其脂酶水解活性有关。综上所述,突变HC-Pro FRNK基序影响SCMV致病力,HC-Pro G440R自发补偿突变恢复了病毒致病力;同时突变HC-Pro FRNK和锌指基序中调控病毒致病力的两个位点,降低了SCMV突变体回复突变的机率;ZmTGL通过其脂酶水解活性降低HC-Pro积累和RNA沉默抑制活性,同时激活水杨酸信号途径,抑制SCMV侵染。