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)。     

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。     

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。     

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.     

RNA干扰技术及其应用

RNA干扰(RNA interference, RNAi) 即通过双链RNA的介导特异性降解相应序列的mRNA，从而导致转录后水平的基因沉默的现象。作为一种简单有效的影响基因表达的工具，RNA干扰已经被广泛应用于许多领域，同时也为基因功能的研究开辟了一条新途径。文章综述了RNA干扰的机制及其应用方面的最新进展。     

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。     

PTGS/ RNAi的作用机制及其应用

论述了双链RNA对同源基因的表达进行特异性的封闭而引起的转录后的基因沉默（PTGS/ RNAi）现象, PTGS/ RNAi的作用机理，作用模型，参与这一过程的酶、基因、起始因子和作用因子，介绍了PTGS/ RNAi在基因组功能研究、基因的时空表达调控以及在作物改良等方面的应用。     

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干扰技术在育种方面的应用

RNA干扰(RNAi,RNA inference)即双链微小RNA片段能使其同源的m RNA发生特异性降解,从而实现基因转录后沉默的手段~([1]),这种模式广泛存在于动物、植物和真菌中。这种新兴的RNA干扰技术是分子水平的转基因育种重要手段之一,具有育种年限短、定向改良品种等多项优势。本文概述了RNAi的研究历史,对RNA介导的转基因沉默的机制、特点和实施方法等进行了概括,并对其在农业方面的应用进行了阐述。     

植物RNA干涉载体的构建及其在水稻基因表达沉默中的应用

为了方便利用RNA干涉（RNA interference，RNAi）研究植物基因的功能，本研究构建了2个用于RNAi的植物转化载体pRNAi-35S和pRNAi-Ubi。这两个载体以pCAMBIA双元载体为骨架，含有2个多克隆位点区进行目的基因片段的正向和反向克隆，并分别由CAMV35S启动子和玉米泛素基因启动子控制发夹结构RNA的产生。为了验证该载体的有效性，用PCR扩增了1个水稻转录因子（Arabidopsis AP2／EREBP同源基因）基因片段组装入pRNAi—Ubi，转化水稻获得转化体。在所检测的7株转化株中，5株的内源目标基因的mRNA被降低至RNAblot检测不到的水平。这些结果说明本研究构建的RNAi载体对基因表达沉默是有效的。     

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。     

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。     

RNA沉默在植物与根结线虫互作基因研究中应用

基因沉默或RNA干扰（RNA interferance,RNAi）是双链RNA诱导的序列特异性基因沉默,是转录后水平上对基因的表达进行负调控。随着植物与根结线虫相互关系的研究的深入以及基因工程技术的发展,揭示了基因工程方法防治线虫危害的新途径。最近研究表明,dsRNA基因在植物体内表达,线虫取食这种转基因植物后线虫致病力下降并使植物有效抵抗多种根结线虫。这种转基因植物具有有效低抗线虫危害特性,而且其抗性是广谱的。该文对RNAi的研究历史、植物根结线虫抗性基因以及RNAi技术防治根结线虫的新途径等方面的研究进展进行了综述。     

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。     

VIGS技术在番茄基因功能中的研究与应用

病毒诱导的基因沉默(virus induced gene silencing, VIGS)是依赖于RNA干扰(RNA interference, RNAi)快速降解靶标基因分析其功能的一种技术,RNAi属于植物天然防御机制的一部分。与其他植物基因功能验证方法相比,VIGS技术操作简单、见效快、无需转基因。番茄是中国乃至世界重要大宗蔬菜,也是现代蔬菜的主导产业,自从番茄基因组测序完成,逐步成为果实类基因功能研究中的模式植物,本研究归纳总结了近年来VIGS技术在番茄基因功能中研究与应用,以期为茄科蔬菜乃至园艺植株基因功能研究提供参考与借鉴,为加速蔬菜乃至园艺作物基因功能研究提供参考。     

RNA干涉技术及其在作物育种研究中的应用

RNA干涉(RNAi)是通过双链RNA(dsRNA)将同源mRNA高效特异降解,从而阻断特定基因的表达。作为一种新兴的下调表达技术在作物研究中得到广泛应用。本文简要概括RNAi的原理,回顾了近年来RNAi技术在作物基因功能研究、作物品质改良、作物抗病虫方面的应用,并对其存在的问题作了初步探讨。     

RNAi介导SMV-P3基因沉默增强大豆对花叶病毒病的抗性

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)病是我国各大豆主产区最重要的病害之一,严重影响大豆产量和籽粒外观品质。培育抗病品种是防治该病最经济有效的措施。本研究基于植物介导RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术,将编码参与SMV运动和影响宿主域范围的P3蛋白基因RNAi片段导入栽培大豆品种,研究RNAi介导SMV-P3基因沉默对大豆抗SMV的影响。Southern杂交检测结果表明,外源RNAi片段以低拷贝的形式(1~4个)整合至大豆基因组中。对T1~T3代转基因大豆喷施除草剂和PCR鉴定结果表明,外源T-DNA插入片段在转基因大豆不同代际间能够稳定遗传。对T2和T3代转基因大豆接种SMV鉴定结果表明,转基因大豆对我国大豆产区主要流行SMV株系SC-3较非转基因对照受体品种Williams 82和SN9的抗性水平显著提高,病情指数降低至4.37%~18.51%,且抗性能够稳定遗传。综上所述,RNAi介导SM-P3基因沉默能够显著提高转基因大豆对SMV的抗性水平。     

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。