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为解决甜瓜受黄瓜花叶病毒（CMV）影响产量的问题，研究人员开展了对 CMV 感染甜瓜的蛋白质组研究。结果发现不同阶段 CMV 感染引发甜瓜蛋白质组变化，明确了抗性和感病基因型的差异。这为理解 CMV 感染机制及制定防治策略提供了依据。
在植物的世界里，甜瓜作为葫芦科的重要作物，却时常遭受病毒的侵袭，其中黄瓜花叶病毒（Cucumber Mosaic Virus，CMV）尤为棘手。CMV 宿主范围极广，能感染超 1000 种植物，严重威胁甜瓜的产量。甜瓜对 CMV 的抗性多由少数基因控制，如 Songwhan Charmi（SC）品种中的 cmv1 基因，编码液泡蛋白分选 41（Vacuolar Protein Sorting 41，CmVPS41），参与囊泡运输，但对于 CMV 感染甜瓜后引发的更广泛细胞变化，以及在感病和抗病品种中病毒进入韧皮部的具体生物学反应，人们知之甚少。为了揭开这些谜团，Centre for Research in Agricultural Genomics（CRAG）等机构的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《BMC Plant Biology》上。这一研究有助于深入理解 CMV 与甜瓜的相互作用机制，为防治 CMV 提供新的思路和潜在靶点，在农业生产上具有重要意义。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先，选用西班牙易感品种 Piel de Sapo（PS）、韩国抗病品种 Songwhan Charmi（SC）及携带 cmv1 基因的近等基因系（Near Isogenic Line，NIL）SC12 - 1 - 99 进行实验。通过用 CMV 的 LS 和 FNY 株系接种甜瓜幼苗，在感染后不同时间采集子叶（4 天）和新叶（15 天）样本。接着采用液质联用技术（Liquid Chromatography - tandem Mass Spectrometry，LC - MS/MS）分析蛋白质组，利用 MaxQuant 软件处理数据，通过构建共丰度网络探究蛋白质间的关系，还运用统计学方法筛选差异表达蛋白。
- 抗性对信号传导的影响：研究发现，NIL 植物感染 CMV - LS 后，在系统感染阶段，新叶中无差异表达蛋白（Differentially Abundant Proteins，DAPs），这表明抗性对 CMV - LS 的抵抗并未触发从接种子叶到新叶的信号传导事件，且 NIL 对 CMV - LS 的抗性在系统组织中未产生负面影响。
- 共丰度网络反映的生物过程变化：构建的共丰度蛋白质网络显示，局部和系统感染网络在拓扑结构上有相似之处，但也存在差异。功能注释表明，局部网络在与压力相关的过程以及病毒感染和传播相关过程中富集，而系统网络则在次生代谢、RNA 结合和蛋白质降解等方面富集，这体现了不同组织在应对 CMV 感染时的功能特化。
- 抗病品种的蛋白质变化：在局部感染时，抗病甜瓜基因型重新配置蛋白质组，增加了与防御和系统信号传导相关的韧皮部蛋白和脂氧合酶（Lipoxygenase，LOX）的丰度，同时减少了与翻译、色素和次生代谢物合成相关的蛋白质，这可能是植物抵御病毒的一种策略。
- 感病品种的蛋白质变化：在系统感染时，感病组合中与蛋白质折叠、降解、输出和苯丙烷类生物合成相关的蛋白质增加，而与翻译、能量和光合作用相关的蛋白质减少，这表明植物在应对病毒感染时，能量产生途径被消耗，防御相关途径增强。同时，研究还发现了一些关键的中心蛋白，它们在病毒感染过程中发挥着重要作用。
- 不同品种蛋白质差异：不同品种在子叶阶段存在一些 DAPs，主要参与次生代谢物合成、光合作用和韧皮部发育等过程，但在新叶阶段无 DAPs 差异，这说明不同品种在局部组织的蛋白质丰度存在差异，而在系统组织中差异不明显。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次全面高通量地分析了 CMV 感染甜瓜的蛋白质组，揭示了抗病和感病甜瓜植株的蛋白质组差异。在局部感染时，抗病植株展现出明显的韧皮部相关防御机制和增强的脂质修饰；感病植株则出现更广泛的紊乱。在系统感染阶段，只有感病植株的系统组织发生显著蛋白质组变化。这些发现为深入理解 CMV 感染机制提供了新视角，识别出的关键蛋白可作为未来研究和防治 CMV 的潜在靶点，对农业生产中防控 CMV 具有重要的理论和实践指导意义。
