病毒诱导的基因沉默

病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)是近年发现的一种转录后基因沉默的现象,是快速鉴定植物基因功能的一种反向遗传学新技术,近年来成为植物基因功能研究的有力工具.文章从病毒诱导基因沉默的发现、作用机制、优势、病毒抑制子及其在植物基因功能研究和植物抗病毒的应用等方面进行了综述.     

病毒诱导的基因沉默

病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)是近年发现的一种转录后基因沉默的现象,是快速鉴定植物基因功能的一种反向遗传学新技术,近年来成为植物基因功能研究的有力工具.文章从病毒诱导基因沉默的发现、作用机制、优势、病毒抑制子及其在植物基因功能研究和植物抗病毒的应用等方面进行了综述...     

辣椒病毒诱导基因沉默体系的构建

采用RT-PCR方法克隆辣椒八氢番茄红素脱氢酶(PDS)基因部分序列,并构建病毒诱导基因沉默(VIGS)载体pYL156-PDS,经农杆菌介导侵染辣椒叶片,采用表型观察、半定量RT-PCR方法评价构建的VIGS体系的沉默效果.结果表明,辣椒新生叶片呈现明显的光漂白现象,且叶片内源PDS基因表达量明显低于对照.研究证明,辣椒VIGS体系已被成功构建,为规模化验证辣椒基因功能提供了技术平台.     

VIGS技术初步鉴定RgMLO6和RlMLO7基因对白粉病的负调控功能

为了探讨蔷薇科植物MLO基因在抗白粉病中的作用,研究应用病毒诱导的基因沉默技术(virus induced gene silencing,VIGS)抑制了大花香水月季RgMLO6基因和长尖叶蔷薇RlMLO7基因的表达,随后接种白粉菌对这2个基因进行抗性鉴定. 研究发现在VIGS载体转化植株叶片20 d后,RgMLO6和RlMLO7基因的相对表达量显著下降了80%～90%,沉默效果明显. 分别对2个基因沉默后的嫩叶进行白粉病抗性鉴定,大花香水月季和长尖叶蔷薇的抗性水平较对照组均提高. 显微镜观察白粉菌接种2个基因沉默后植株叶片中菌丝体的生长情况,整体表现出沉默植株叶表皮细胞上的白粉菌生长较对照组生长缓慢. 结果表明RgMLO6与RlMLO7基因对蔷薇科植物的白粉病有负向调控作用.     

从反义RNA到人工miRNA的植物基因沉默技术革新

植物基因沉默技术作为一个重要的遗传操作工具在植物分子生物学研究和遗传改良方面得到广泛应用．自20世纪90年代基因沉默现象发现以来,多种植物基因沉默技术相继建立,包括共抑制、反义RNA、hpRNAi和VIGS等．最近,两种新的植物基因沉默技术：人工Micro—RNA和人工trans—acting siRNA建立起来,在基因沉默的精确性和高效性等方面有了新突破．由于植物体具有多条基因沉默途径,不同的基因沉默技术具有独特的应用优势．本文对这些基因沉默技术进行了系统的介绍和总结,梳理了不同技术的优缺点和适用范围,并展望了植物基因沉默技术进一步发展的方向和应用前景．     

植物病毒编码的RNA沉默抑制因子

RNA沉默广泛存在于真核生物中,是一种发生于RNA水平的基因表达调节机制。寄主植物利用RNA沉默防御病毒的入侵,而病毒编码抑制因子以抵御这种防卫反应,从而达到在植物体内扩增、形成侵染的目的。近几年越来越多的沉默抑制因子被鉴定出来。本文就已鉴定出的沉默抑制因子的特点进行了系统介绍。     

RNA干涉研究进展

RNA干涉(RNAi)是生物体内的一种通过双链RNA(dsRNA)来抵抗病毒入侵和抑制转座 子活动的自然机制.快速发展的RNAi技术为抑制特异性基因的表达提供了有利的工具.到目前为 止,在真菌、拟南芥、线虫、锥虫、水螅、涡虫、果蝇、斑马鱼、小鼠等真核生物中都发现存在基因沉默 机制.RNAi作为基因沉默的工具,为基因功能研究、基因治疗、药物研究与开发等许多领域开辟了 一条新路.     

利用TRV过表达和沉默系统验证植物油脂合成相关基因的功能

为探究烟草脆裂病毒过表达和沉默系统进行油脂相关基因研究的可能性,该研究克隆了拟南芥的WRI1和FAD2基因,分别构建了TRV过表达和沉默载体. 利用瞬时侵染技术侵染本氏烟草,取材料进行RT-PCR和脂肪酸含量检测. 结果显示在过表达WRI1基因的本氏烟草中,侵染叶和非侵染叶的WRI1基因及其相关参与脂肪酸合成基因ACP1、KAS1和BCCP2等都有明显上调,且脂肪酸含量检测结果显示分别增加16%和28%. 在沉默FDA2基因的本氏烟草植株中,发现多不饱和脂肪酸含量分别减少约25%和24%. 因此,利用TRV系统对油脂相关基因进行研究是可能的.     

高温对本氏烟抗病毒机制影响的研究

为探究温度和植物抗性的相互作用,本研究对本氏烟(Nicotiana benthamiana, Nb)被芜菁花叶病毒(Turnip mosaic virus, TuMV)侵染后在不同温度下的表现进行实验,通过分子研究手段测定了温度对植物抗病毒能力的影响.结果显示,与常温(23°C)处理相比,病毒侵染在高温(30°C)处理下被抑制;且高温处理下水杨酸羟化酶(NahG)转基因烟草更显著.进一步检测表明,高温能够显著提高NahG烟草中抗氧化酶的活性.在侵染后期,高温促使染病植株中茉莉酸(Jasmonic acid, JA)相关基因表达显著上调.同时,RNA沉默相关基因的表达量在高温处理下的NahG烟草中均上调.上述结果表明,高温通过刺激RNA沉默及相关抗逆激素途径提高了植株对病毒的抗性.     

RNAi技术及其应用

RNAi技术是指向特异的靶基因中导入双链RNA从而导致靶基因沉默的一种新技术.RNAi在调节转录后的基因表达水平方面有其独特的作用特点,随着研究的深入,具有广阔的应用前景.用RNAi技术调节基因表达在对不同生物基因功能的研究中已广泛应用.文中简要综述了RNAi技术的研究历史、研究进展和应用前景.     

植物基因沉默的研究进展

植物抗病毒机制是目前研究的热点.在长期的进化过程中,植物形成了一系列复杂有效的防御机制来抵御、破坏病原物的侵染.近年来,基因沉默作为一个重要的细胞内防御外源核酸的机制,越来越受到科学家的重视.对这一领域的研究不仅能够了解基因沉默的机理,并且可以为利用该机制构建抗病毒转基因植物提供理论指导和技术支持.     

小麦与白粉菌互作中TaSTPK-CCR3基因功能的初步研究

为了探究蛋白激酶在小麦与白粉菌互作中的作用,从白粉菌敏感型小麦品种京411中克隆得到1个丝/苏氨酸蛋白激酶基因,命名为TaSTPK-CCR3.该基因包含开放阅读框1 644 bp,预测编码547个氨基酸残基.经NCBI/Blastx比对分析,发现TaSTPK-CCR3包含蛋白激酶超家族类似催化结构域(PKc_like superfamily),与粗山羊草中预测的STPK-CCR3蛋白激酶(XP_020154056.1)具有74.21%的同源性.在感病小麦京411中,该基因表达量在白粉菌侵染2 hpi后迅速下调,4 hpi降至最低,8 hpi出现明显回升,由此推测TaSTPK-CCR3参与小麦对白粉菌胁迫的早期应答反应.利用病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术敲减京411中TaSTPK-CCR3基因后,白粉菌孢子的成功侵染率有所下降,且畸形率明显上升.在接种白粉菌7 d后,实验组(BSMV:TaSTPK-CCR3)小麦叶片上的白粉病菌斑明显少于对照组(BSMV:GFP,GKP Buffer对照组),说明该基因表达量的降低在一定程度上改变了京411小麦对白粉菌的敏感程度.上述结果表明,TaSTPK-CCR3基因可能参与小麦-白粉菌互作的早期应答反应.     

植物差异表达基因克隆技术及研究进展

随着分子生物学技术的深入发展,植物基因组研究已经由以全基因组测序为目标的结构基因组学转向以基因功能鉴定为目标的功能基因组学研究,目前分离并克隆差异表达基因已成为生命科学研究的热点.近些年来,国内外学者发展了多种分析差异表达基因的技术来研究植物在不同发育阶段、不同生理状态下的基因表达状况,掌握了生命活动过程中的重要信息.文章对建立在RNA水平上克隆植物未知差异表达基因的几种关键技术及其研究进展进行了综述,阐述了各技术的原理、技术路线、优缺点及相应的改进方法,并对它们在植物抗逆研究中的应用现状及前景作了展望.     

病毒编码的RNA沉默抑制子的特征及其生物技术应用

RNA沉默是一种依赖核酸序列特异性的RNA降解过程,是动物、植物抵抗病毒等外源核酸的一种保守防御机制。而针对寄主的这种防御机制,许多病毒演化出RNA沉默抑制子以克服这种防御反应。本文综述了几种动物、植物病毒抑制子的结构和作用方式,讨论了病毒抑制子之间的交叉抑制功能,病毒运动和沉默抑制子之间的关系,病毒RNA和亚病毒寄生物通过沉默抑制子而进行的自我保护原理,抑制子对于miRNA（microRNA）途径的影响以及病毒抑制子在生物技术方面的应用。     

RNA干涉研究进展

RNA干涉(RNAi)是由双链RNA(dsRNA)引起的序列特异性基因沉默,这是目前研究的热点,具有广阔的应用前景.对RNAi的分子机制、生物功能、研究策略及RNAi技术在基因功能、基因治疗、植物品质改良等方面的应用进行了综述.     

李毅教授课题组在植物病毒方面的研究取得重要进展

北京大学生命科学学院李毅教授领导的课题组在水稻矮缩病毒入侵昆虫宿主机制方面的研究取得可喜进展,其研究成果发表在2007年12月4日出版的《美国科学院院刊》（PNAS）上。这是继该实验室在发现了水稻矮缩病毒侵染植物寄主如何导致矮化的分子机制、病毒如何克服植物细胞壁的屏障进行细胞问运动、克服植物寄主抵抗病毒侵染的RNA沉默系统和病毒如何在体内组装的基础上的又一可喜进展。     

植物与微生物互作研究团队简介

正植物与微生物互作研究团队由国家自然科学基金优秀青年基金项目获得者、中组部"青年千人"计划入选者乔永利博士作为学术带头人,主要从事植物病原卵菌致病机理研究.卵菌是一类重要真核类病原菌,可以侵染上千种动物和植物,所致病害每年给全球的农作物、蔬菜花卉以及林木的生产造成高达数百亿美元的经济损失.RNA沉默是生物体中普遍存在的一种由同源序列引起的RNA降解过程.这种机制能够识别并抑制入侵的外源DNA,具有维持基因表达稳定性的重要功能.在植物中,RNA沉默被认为是植物对抗病毒的重要     

植物转基因沉默的发生机理和应用

随着转基因技术在农业生产等领域的深入发展,转基因沉默现象已引起越来越多人的关注.基因沉默的机制是多方面的,包括转基因的拷贝数和构型、在植物上的整合位点、转基因的转录水平等.研究基因沉默的原因并寻找相应的方法来进行控制,对于植物基因工程的发展以及转基因沉默的应用有着重要的意义.     

药食两用模式植物苦蘵基因功能研究方法的建立

苦蘵中的酸浆苦素R可能有抗癌功效,基因组测序结果预测其生源代谢合成途径缺失环节可能分布于3个基因家族的89个相关同源基因里,这给其药效成分的生源合成阐明带来困难.本实验构建了由植物病毒介导的苦蘵基因功能研究体系,应用狗尾草花叶病毒(Foxtail mosaic virus,FoMV)来实现相关外源基因(eGFP)的稳定表达;同时,基于烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus, TRV)建立苦蘵的功能基因表达沉默技术,实验中有效地抑制苦蘵内源的八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS)的表达水平.该方法可对候选基因实现差异化表达,对上下游的相关性基因进行分析,可以用于苦蘵的功能基因筛选和鉴定.