RNA干涉及其在植物改良上的应用

NA干涉是一种双链RNA诱导的转录后基因沉默现象,存在于多种生物体内.由于转录后基因沉默(PTGS)和双链RNA引起的基因沉默都具有系统传递的特性,因此可以在特定部位诱导RNAi,利用RNAi的系统传递性抑制其他部位该基因的表达.本文简要介绍了RNAi的机理,RNAi表达载体的构建方法以及RNAi传递性及其作物育种上的应用,以助于在植物研究中实现RNAi.     

蚜虫基因RNAi载体的构建及其在转基因烟草中dsRNA的表达分析

RNAi机制可以通过dsRNA诱导同源mRNA的降解,从而导致该基因转录后沉默。RNA干扰作用从发现以来就具有了利用转录后基因沉默（PTGS）来进行抗虫的一种潜在可能性。针对dsRNA的这种作用,研究中提取蚜虫RNA,克隆出蚜虫Cathepsin B基因的干扰片段并构建出RNAi载体,转入本氏烟草中,在转基因烟草体内表达dsRNA。成功构建RNAi载体后,通过农杆菌转化和叶盘法将RNAi载体导入烟草中并采用组织培养方法培养出转基因烟草,通过PCR鉴定显示15株生根的转基因烟草中14株显示阳性。提取转基因烟草的RNA进行RT-PCR和Northern表达分析显示转基因烟草植株中dsRNA表达的存在。实验结果说明了在转基因植物体内表达RNAi载体可以产生dsRNA,从而在蚜虫进食植物时达到利用dsRNA抗蚜虫的作用。     

RNAi技术及其在植物分子生物学中的应用

RNA干扰(RNA interference，RNAi)，即用二十多个核苷酸组成的短的双链RNA(dsRNA)代替传统反义核酸进行转录后基因沉默，已经迅速而广泛地应用到基因功能，基因表达调控机制研究等热门领域。本文概述了RNAi的作用机制和近年来的研究进展，同时介绍了RNAi在植物分子生物学中的应用情况，主要包括植物基因功能的研究，植物的品质改良和植物中的转录后基因沉默(PTGS)。     

甜菜BvWRKY23基因的RNAi载体构建

WRKY转录因子家族成员在调控植物生长发育、应答生物与非生物胁迫等方面具有重要的生物学功能。以抗旱甜菜（Beta vulgaris L.）幼苗为材料,提取叶片总RNA并反转录为cDNA,通过RT-PCR方法扩增获得甜菜WRKY转录因子家族成员BvWRKY23基因的RNAi靶片段,以中间载体PBSK-RTM作为媒介,利用传统的“酶切-连接”法构建了含有CaMV 35S启动子、BvWRKY23基因片段反向重复序列的RNAi（RNA interference）植物表达载体pCambia2301ky-BvWRKY23-RNAi。     

转录后基因沉默在植物改良方面的应用

基因沉默是生物自身的一种表达调控机制。目前,在植物生物学领域,该技术普遍应用于培育抗毒作物、研究植物基因组功能、研究植物雄性不育、作物遗传改良等方面。PTGS技术是基因沉默技术中的一种,以RNA介导的PTGS为主,被广泛应用于植物转基因技术、基因组功能、植物的病毒防御以及遗传改良。除此之外,PTGS技术也会与其他基因工程技术联合,应用于植物改良。PTGS技术与CRISPR/Cas9技术相联合被应用于转基因植物改良,快速获得纯和转基因植物。详细介绍了PTGS技术应用于植物改良,总结了其联合CRISPR/Cas9应用于植物改良,以及目前PTGS技术可能面临的问题,有利于帮助理解和推动PTGS技术在植物改良的广泛应用,并为从事相关研究的科研工作者提供思路与指导。     

甜菜NAC转录因子家族BvNAC46基因的RNAi载体构建

NAC转录因子家族成员在调控植物生长发育、参与植物生物和非生物胁迫等方面发挥着重要作用。本研究以抗旱甜菜(Beta vulgaris L.)幼苗叶片为材料,提取叶片总RNA并反转录cDNA,通过PCR方法扩增获得甜菜NAC转录因子家族成员BvNAC46基因的RNAi靶片段,利用中间载体pBSK作为媒介,采用传统的"酶切-连接"法构建了含有CaMV 35S启动子、BvNAC46基因片段反向重复序列的RNAi (RNA interference)植物表达载体pCambia2301ky-BvNAC46-RNAi,为进一步鉴定BvNAC46基因在甜菜抗旱中的功能及其作用机制奠定基础。     

水稻育性调控相关基因RNAi载体的构建及其表型鉴定

利用RNAi干扰技术研究不同基因对花粉发育、卵细胞发育和合子胚发育的影响是一种重要的手段。本研究通过筛选水稻在生殖发育过程中的9个重要调控基因,构建基因的RNAi表达载体,分析转基因植株育性及相关性状表型,以期探明RNAi表达载体对靶标性状的干扰效应。其中,AT61~AT63、AT64~AT66、AT67~AT69表达载体分别靶标花粉育性、卵细胞发育以及合子胚发育的调控。结果表明,除RNAi表达载体AT64没有获得转基因植株外,其余8个RNAi表达载体均获得了转基因植株;对T0代转基因植株的花粉育性、结实率以及潮霉素筛选(40 mg/L)发芽率检测的统计结果显示,RNAi表达载体AT62(花粉发育调控)、AT65(卵细胞发育调控)和AT67(合子胚发育调控)的干扰效应较强。本研究结果将为创制新型水稻基因工程不育系提供策略和选择。     

亚麻MS2-F基因的RNAi表达载体构建

亚麻雄性不育相关基因MS2-F在亚麻花粉发育过程中起重要的作用。为了研究其功能,构建了2个RNAi载体。选定该基因的2个不同的片段,分别以正向和反向插入到pHANNIBAL载体中PDK intron的两侧,以形成hpR-NA表达盒。然后将hpRNA表达盒插入到pART27的NotⅠ酶切位点上,成功构建了2个亚麻MS2-F基因的RNAi载体。最后将载体导入到农杆菌LBA4404中。RNAi载体成功构建,为验证MS2-F基因在亚麻花粉发育过程中的生物学功能奠定基础。     

甜瓜CmMYBL基因调控类黄酮合成的功能分析

MYB类转录因子对植物的次生代谢具有重要的调控作用,广泛地参与了类黄酮代谢途径,在植物果实品质调控及抗病性中发挥作用。本研究以甜瓜品种河套蜜瓜(Cucumis melo L. cv Hetao)为试材,对转录组数据中甜瓜果实成熟期高表达的CmMYBL (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog like gene)(MELONOMICS登录号:MELO3C003633)基因进行了克隆。利用实时荧光定量PCR技术对其在甜瓜果实发育成熟中的表达模式进行了分析,同时构建了基因的超表达及RNAi表达载体,利用子房注射法转化了甜瓜,经PCR及RT-qPCR方法检测,已经分别获得了2个转基因甜瓜株系。定量分析结果显示,该基因随着果实的成熟其表达量逐渐增加,在成熟时达到最大。对T2代转基因果实中类黄酮合成相关基因分析显示,超表达果实中查尔酮合成酶基因CmCHS (Chalcone synthase)、查尔酮异构酶基因CmCHI (Chalcone isomerase)和黄烷酮-3-羟基转移酶基因CmF3H (Flavanone-3-hydroxyltransferase)的表达量显著高于对照果实,而RNAi果实中CmCHS和CmCHI的表达量显著低于对照果实,CmF3H的表达量略低于对照果实。类黄酮含量分析显示,超表达CmMYBL基因的甜瓜果实中类黄酮含量显著增加,而RNAi果实的类黄酮含量相对较低。本研究初步鉴定出CmMYBL基因对甜瓜类黄酮的合成具有促进作用,为甜瓜类黄酮合成调控的研究提供了理论基础,同时为提高甜瓜果实品质的基因工程提供候选基因。     

RNA干扰研究现状

RNA干扰(RNAi)是指生物体内利用双链RNA(dsRNA)诱导同源靶基因的mRNA特异性降解,从而导致转录后基因沉默的现象。其在抵抗病毒感染、抑制转座子活动、调控内源性基因表达等方面发挥重要作用。RNAi以其高特异性、高效性等显著优势将成为研究基因功能的全新手段。简要概括RNAi作用机制和siRNA技术的原理,同时也讨论了RNAi技术在其他领域,如在基因信号通路研究、高通量研究基因功能、基因治疗如肿瘤研究和疾病治疗等方面的应用。     

RNAi及其在功能基因组研究中的应用

RNAi是双链RNA介导的、序列特异性的转录后基因沉默,自1998年发现至今已有很大进展。随着后基因组时代的到来,将是今后功能基因组研究中的有力工具,并可能用于基因特异治疗     

RNA干涉机制的研究进展及植物学意义

RNA干涉(RNAi)是指由双链RNA(dsRNA)引起的序列特异性基因沉默,其中small RNA(siRNA和microRNA)在RNA干涉机制中起关键作用。本文综述了RNAi中siRNA和microRNA分别介导的作用机制,RNAi在植物中的研究现状,主要包括转基因植物中的RNA干涉和植物病毒诱导的RNA干涉等方面的研究概况。评述了RNAi在植物学研究中的意义,主要包括功能基因的研究、转基因植物的研究及植物抗病性研究。     

Advances of Researches on the Mechanism of Transgene Silencing in Transgenic Plants

转基因沉默是导致外源基因不能在转化植株中正常表达的重要原因。在此，从转录水平和转录后水平两个方面，综述了转基因植物中外源基因沉默的机制。DNA甲基化是引起外源基因沉默的主要原因。人们目前用以下几种模型来解释转录后水平基因沉默的机制，如RNA 阈值模型、异常RNA和异位配对模型及双链RNA 模型。对外源基因沉默机制的探讨是顺利开展植物基因工程的迫切要求，也将促进植物功能基因组学研究的进一步深入。     

RNA干扰及其在植物研究中的应用

RNA干扰（RNA interference, RNAi）是双链RNA诱导的转录后基因沉默。RANi在生物体内普遍存在,且高度保守,被生物学家誉为生物体在基因组水平上的免疫系统。随着RNAi机制研究的不断深入,RNA干扰作为一种高效的、序列特异的基因沉默,可在植物基因功能分析、农作物基因组改良和植物抗病毒研究等方面发挥重要作用。     

以RNA干扰γ-氨基丁酸转氨酶1基因(OsGABA-T1)表达提高稻米γ-氨基丁酸(GABA)含量

γ-氨基丁酸(GABA)是一种四碳非蛋白质氨基酸, 具有降血压等功能。为提高稻米中GABA含量, 利用RNA干扰技术, 构建水稻中GABA代谢关键酶GABA转氨酶1基因(OsGABA-T1)的干扰载体, 通过农杆菌介导法, 将其转化至粳稻品种宁粳1号中。实时荧光定量PCR检测结果表明导入的RNA干扰结构成功地降低了目的基因OsGABA-T1的表达, 且干扰家系中OsGABA-T2基因表达也随之下降。对转基因T₃代稻米GABA含量测定发现, 糙米中GABA含量相对于对照增加了13倍以上, 精米中GABA含量也显著增加, 而其他主要氨基酸含量则没有明显变化。测定储藏4个月的转基因稻米发现, GABA含量仍具有较高水平。所以, 利用RNA干扰技术可有效提高稻米γ-氨基丁酸(GABA)含量, 为培育富含GABA的降血压功能性水稻品种提供基础。     

RNA干扰及其植物抗病毒应用

【研究目的】RNA干扰(RNA interference,RNAi)是分子生物学研究领域的一项新兴技术,在动植物的遗传改良、功能基因组、基因治疗等研究中广泛应用;【方法】它是指一些小的双链RNA分子介导的、序列特异的转录后基因沉默现象;【结果】本文就RNA干扰的作用机制、RNA干扰与植物病毒间的互作以及RNA干扰表达载体构建的一些研究进展进行了综述;【结论】随着RNAi研究的进一步深入,RNAi必将成为遗传育种工作者培育抗病毒植物的有力手段,促进植物抗病育种的发展。