松材线虫RNA聚合酶基因的RNA干扰研究

克隆了松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)RNA聚合酶基因片段,构建大量表达松材线虫RNA聚合酶基因片段的特异双链RNA(dsRNA)表达载体,并用表达的双链RNA(dsRNA)对松材线虫进行了RNA干扰实验。结果表明,松材线虫浸泡在20℃的RNA聚合酶基因双链RNA(dsRNA)溶液中干扰24 h后再培养12 d,其繁殖倍数为73.2;对照处理的繁殖倍数为322.8,两者的繁殖倍数相差4.4倍;松材线虫浸泡在4℃的RNA聚合酶基因双链RNA(dsRNA)溶液中干扰24 h后再培养12 d,其繁殖倍数为120.8。RNA聚合酶基因的双链RNA(dsRNA)浸泡明显的抑制了松材线虫的繁殖;并且发现利用浸泡法对线虫进行干扰试验,双链RNA(dsRNA)20℃浸泡的干扰效果要好于前人报道4℃浸泡的干扰效果。     

白背飞虱海藻糖合成酶基因调控几丁质合成的功能

【背景】 海藻糖合成酶（trehalose-6-phosphate synthase,TPS）在海藻糖合成中起着重要作用,其能够介导海藻糖代谢调控几丁质合成及昆虫发育。【目的】 本研究通过抑制白背飞虱（Sogatella furcifera）TPS的表达,检测RNAi沉默SfTPS效果,观察白背飞虱蜕皮状况,测定几丁质含量及几丁质合成酶（chitin synthase,CHS）基因的定量表达,探究SfTPS在白背飞虱几丁质合成中的潜在调控作用。【方法】 利用注射法RNAi技术,以实验室饲养多年的白背飞虱种群为试验材料,体外合成两个SfTPS（SfTPS1和SfTPS2）与GFP的双链RNA（dsRNA）后,分别注射到白背飞虱体内抑制TPS。首先,在dsRNA注射后48 h采用Trizol法提取白背飞虱的总RNA,反转录并合成第一链DNA后,采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检测TPS表达沉默情况,以确定RNAi的效果;其次,测定dsRNA注射后48 h和72 h白背飞虱整体几丁质含量并对翅发育畸形虫体进行拍照;最后,采用qRT-PCR技术检测白背飞虱SfCHS在mRNA水平上的相对表达量变化,分析SfTPS1和SfTPS2在几丁质合成调控中的作用。【结果】 与注射dsGFP相比较,dsSfTPS1和dsSfTPS2的RNA注射后,能够促进SfCHS表达量上升,几丁质含量增加,白背飞虱成虫翅出现畸形。qRT-PCR结果显示,单个SfTPS dsRNA注射后本基因的表达能够被极显著抑制,与注射dsGFP相比,不足对照组表达量的30%,且单个SfTPS的dsRNA注射后,另外一个SfTPS表达同样显著下降;dsSfTPS1和dsSfTPS2注射后,白背飞虱成虫翅均为长翅,出现一定比例的翅卷曲等畸形情况,其后48 h和72 h产生一定的死亡率;几丁质含量检测发现,SfTPS1和SfTPS2的dsRNA注射后72 h,几丁质含量显著上升。与注射dsGFP对照组相比较,SfCHS1与SfCHS1a表达量在dsSfTPS1注射后72 h极显著上升,在dsSfTPS2注射后48 h和72 h时极显著上升,且dsSfTPS1和dsSfTPS2注射后SfCHS1b的表达极显著增加。【结论】 SfTPS能够通过调控白背飞虱几丁质合成酶基因的表达来控制几丁质的合成,研究结果有助于评价SfTPS在白背飞虱等昆虫中的调控作用并作为潜在控害靶标,为进一步开展和筛选有效的海藻糖合成酶抑制剂控制白背飞虱等害虫提供理论依据。     

香蕉穿孔线虫组织蛋白酶B基因的克隆与分析

为了获得香蕉穿孔线虫的组织蛋白酶B基因,分析该基因的序列、结构及其功能,为进一步研究植物寄生线虫组织蛋白酶的功能及其在线虫防治中的应用提供科学依据。我们应用SMART技术构建了香蕉穿孔线虫cDNA文库;采用SL法,克隆得到香蕉穿孔线虫组织蛋白酶B基因全长cDNA,通过测序获得1 257bp全长序列,命名为Rs-cb-1(GenBank:GU360972),该基因cDNA全长序列包括1 071bp的完整ORF,编码356个氨基酸,蛋白质相对分子质量为41 400。对该基因的序列结构及其编码的蛋白2级结构和三维结构与功能进行分析和预测结果表明,Rs-cb-1序列与其他寄生虫的组织蛋白酶B基因序列相比,该基因与秀丽小杆线虫组织蛋白酶B基因的亲缘关系最近;其编码蛋白主要为细胞外分泌蛋白,定位于微体(过氧化物酶体)、内质网膜和内质网管腔上,约有25个氨基酸跨膜区段位于蛋白质的C端,其表面电荷呈明显的极性分布;另外,通过同源建模获得该蛋白的三维结构预测图,这些结构与已报道的组织蛋白酶B生物学功能相符。本研究分离克隆得到的Rs-cb-1,是首个分离克隆得到的香蕉穿孔线虫组织蛋白酶B基因,从而为该线虫组织蛋白酶的进一步研究奠定了基础。     

Hc38基因沉默对捻转血矛线虫L3期幼虫发育的影响

通过研究Hc38基因对捻转血矛线虫L3期幼虫发育的影响,探索Hc38基因功能,为利用该基因防治捻转血矛线虫的进一步研究提供依据。针对Hc38基因序列设计并合成特异性dsRNA和siRNA,采用浸泡的方法对捻转血矛线虫L3期幼虫进行RNA干扰(RNAi)试验,利用实时荧光定量PCR分析Hc38基因在L3期幼虫中的转录抑制效果,同时将dsRNA和siRNA浸泡24h后的L3期幼虫感染绵羊,研究Hc38基因的沉默对捻转血矛线虫L3期幼虫在绵羊体内发育的影响,定期采集绵羊粪便检查虫卵数,30d后剖检绵羊皱胃,检查荷虫数的变化。实时荧光定量PCR检测表明,各试验组Hc38基因的相对含量显著低于对照组(P<0.01),浸泡72h后,Hc38-dsRNA组和Hc38-siRNA组Hc38基因的表达量分别仅为对照组的32.27%和14.93%。绵羊体内干扰沉默效果显示,试验组Hc38干扰组虫卵减少率最高,为50%,减虫率最高,为48.6%。通过浸泡法导入的dsRNA和siRNA均能有效抑制Hc38基因的转录,同时Hc38基因的沉默与幼虫的发育密切相关,为捻转血矛线虫及其他寄生线虫的基因功能研究提供一种新的方法。     

灰飞虱体内水稻条纹病毒基因的RNA干扰效应

【目的】探讨利用RNA干扰技术切断灰飞虱体内水稻条纹病毒（Rice stripe virus,RSV）繁殖的可行性,研究RSV病毒不同基因间的互作关系。【方法】利用喂食的方法测定体外合成的dsRNA对灰飞虱体内RSV基因表达的抑制作用。根据RSV基因序列设计并合成3种dsRNA（dsRdRp、dsNSvc4和dsCP）,分别喂食携带RSV病毒的2龄灰飞虱,96 h后利用荧光定量PCR技术同时检测灰飞虱体内RSV病毒不同基因RdRp、NSvc4和CP的表达量。【结果】经过特异性dsRNA喂食处理的灰飞虱体内RSV病毒靶基因NSvc4、CP的表达量大幅下调,下调幅度分别为93.2%和94.9%;靶基因RdRp表达量下调幅度为45.6%。dsRNA喂食处理对其它非靶标RSV基因的表达均具有一定的下调作用,表明RSV病毒不同基因RdRp、NSvc4和CP间可能存在互作关系。【结论】本研究为利用转dsRNA工程微生物或转基因水稻进行RSV病毒的防治提供了重要依据。     

应用RNA干扰技术抑制捻转血矛线虫H11基因研究

[目的]为了检测RNAi沉默H11基因能否模拟H11疫苗免疫效果.[方法]针对H11基因序列设计并合成特异性dsRNA,通过浸泡方式分别将dsRNA导入捻转血矛线虫感染性L3期幼虫体内,利用实时荧光定量PCR分析H11基因在L3期幼虫中的转录抑制效果,同时,将H11-dsRNA浸泡L3期幼虫24 h后感染绵羊,定期采集绵羊粪便检查虫卵数,第30 d后剖检绵羊皱胃,检查荷虫数的变化.研究H11基因的沉默对捻转血矛线虫减虫率和减卵率的疫苗免疫效果.[结果]实时荧光定量PCR检测表明:试验组中H11基因的相对含量显著低于对照组(P＜0.01),在浸泡72 h后,H11-dsRNA组基因的表达量仅为对照组的21.33;.绵羊体内干扰沉默效果显示,试验组H11干扰组虫卵减少率为41.02;,减虫率为39.6;.[结论]研究通过浸泡法导入的dsRNA能有效抑制H11基因的转录,同时H11基因的沉默与幼虫的发育密切相关,为捻转血矛线虫及其它寄生线虫的基因功能研究提供一种新的方法.     

香蕉穿孔线虫对烟草和芒果的寄生性和致病性

 【目的】利用从进口观赏植物上截获,并培养保存在胡萝卜愈伤组织上的香蕉穿孔线虫10个种群,研究香蕉穿孔线虫对烟草和芒果的寄生和致病性。【方法】采用温室盆栽接种方法,进行寄生和致病性测定。【结果】香蕉穿孔线虫在烟草和芒果根际的繁殖率Rf＞1,接种香蕉穿孔线虫的烟草和芒果植株生长缓慢、矮小,根系衰弱、变色腐烂,有明显受害症状。【结论】烟草和芒果是香蕉穿孔线虫新的适合寄主植物,香蕉穿孔线虫对这2种植物具有明显的致病性,不同种群的致病力有差异。     

松材线虫细胞色素cyp-13A11基因RNA干扰载体的构建及其功能分析

  目的  构建松材线虫cyp-13A11基因RNA干扰载体,研究cyp-13A11基因的功能,为松材线虫病的生物防治提供理论依据。  方法  本文通过设计特异性引物,扩增松材线虫cyp-13A11基因片段,构建至pEASY-T1干扰载体上并转入Trans1-T1大肠杆菌菌株。采用浸泡法对松材线虫进行RNA干扰,通过qRT-PCR检测cyp-13A11基因的表达,将干扰后的线虫分别接种至长满灰葡萄孢菌丝的培养皿中和黑松苗上,测定RNA干扰后线虫的取食、繁殖、致病力和干扰效率等指标。  结果  成功构建了带有pEASY-T1干扰载体的Trans1-T1菌株并且能够合成cyp-13A11 dsRNA,通过RNA干扰抑制了松材线虫cyp-13A11基因的表达。松材线虫RNA干扰后接种至灰葡萄孢第3天,cyp-13A11 dsRNA处理松材线虫的取食面积较小,ddH₂O处理松材线虫取食面积达到了整体的2/3;接种第6天,cyp-13A11 dsRNA处理松材线虫的取食面积为整体的1/3,而ddH₂O处理松材线虫已将灰葡萄孢菌丝取食殆尽。ddH₂O处理松材线虫的繁殖数量比cyp-13A11 dsRNA处理高4.28倍。松材线虫接种至黑松苗第10天,ddH₂O处理黑松发病率为22.2%,而cyp-13A11 dsRNA处理黑松发病率为5.6%;接种至20天,ddH₂O处理的黑松发病率为44.4%,cyp-13A11 dsRNA处理的黑松发病率为33.3%;直至接种30天,ddH₂O和cyp-13A11 dsRNA处理的黑松全部枯萎,发病率达到100%。  结论  成功构建了松材线虫cyp-13A11基因RNA干扰载体,cyp-13A11基因表达沉默后影响了松材线虫的取食,降低了松材线虫的繁殖能力和致病力。      

从混合线虫样品和植物组织中直接检测香蕉穿孔线虫的ITS-PCR方法

 【目的】建立直接从多种线虫混合样品以及香蕉和红掌根组织中检测鉴定香蕉穿孔线虫的PCR方法。【方法】使用Primer Premier 5.0在香蕉穿孔线虫的ITS区设计1对特异性引物,运用PCR技术对目的线虫DNA进行特异性检测。【结果】通过对17种24个种群线虫的检测表明,所设计的引物只能从香蕉穿孔线虫种群中特异扩增出rDNA-ITS片段,产物大小为518 bp。利用该特异引物以及建立的DNA提取方法和PCR体系,可以直接从香蕉穿孔线虫与短体线虫、螺旋线虫、肾状线虫、根结线虫、茎线虫、矮化线虫、纽带线虫、丝尾垫刃线虫、滑刃线虫和小杆线虫混合样品中特异扩增出目的线虫的rDNA-ITS片段,并可以分别从混合有不少于3条香蕉穿孔线虫的2 cm香蕉或红掌根组织（约0.1 g）中特异检测出目的线虫的DNA片段。【结论】本研究设计的特异性引物以及建立的DNA提取方法和PCR体系可直接从多种线虫混合的样品以及香蕉和红掌根组织中快速检测鉴定出香蕉穿孔线虫。     

棉花VIGS病毒载体的构建及其在抗病基因功能鉴定的应用

【目的】利用农杆菌介导的VIGS基因沉默技术,研究陆地棉抗病相关基因在棉花抗黄萎病中的功能。【方法】利用分子生物学技术构建VIGS病毒载体,建立VIGS病毒诱导沉默体系;利用此体系将棉花中的一个钙依赖蛋白(CDPK)基因,通过农杆菌介导在陆地棉中沉默,根据此基因沉默植株在病原菌环境下的发病情况研究该基因在棉花抗病中的功能。【结果】利用包含有GhCPK抗病基因片段的VIGS病毒载体的农杆菌侵染棉花子叶,病毒载体上的目的基因片段由RNA聚合酶识别并合成双链RNA(double stranded RNA,dsRNA),dsRNA由Dicer酶识别并于其它RNA形成RNA诱导的沉默复合体(RNA induced silencing complex, RISC),RISC对内源GhCPK mRNA进行识别和切割作用,内源GhCPK mRNA降解而发生基因沉默。GhCPK基因沉默导致棉苗对黄萎病敏感性增加,证明GhCPK基因参与调控棉花抗病功能。【结论】病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)能够快速有效的研究GhCPKs基因在棉花抗病中的功能。     

Transport of dsRNA into cells by the transmembrane protein SID-1

RNA interference (RNAi) spreads systemically in plants and nematodes to silence gene expression distant from the site of initiation. We previously identified a gene, sid-1, essential for systemic but not cell-autonomous RNAi in Caenorhabditis elegans. Here, we demonstrate that SID-1 is a multispan transmembrane protein that sensitizes Drosophila cells to soaking RNAi with a potency that is dependent on double-stranded RNA (dsRNA) length. Further analyses revealed that SID-1 enables passive cellular uptake of dsRNA. These data indicate that systemic RNAi in C. elegans involves SID-1-mediated intercellular transport of dsRNA.     

马缨杜鹃种子萌发研究

[目的]为马缨杜鹃的种质保存和开发利用提供科学依据。[方法]对马缨杜鹃种子进行不同温度、不同贮存方法、温水浸种处理等的萌发试验并测定其千粒重与种子活力。[结果]萌发速率随温度升高而加快,且以30℃为最高。15、25和30℃的种子发芽率分别为60%、80%和95%。浸种24 h发芽率为70%,48 h发芽率为88%,而干播种子发芽率仅为68%。风干脱粒-30℃低温贮存的萌发率为84%,脱粒室温贮存的萌发率为77%,不脱粒室温贮存的萌发率为67%。[结论]马缨杜鹃的萌发适宜温度约为25℃。浸种时间48 h比24 h的种子发芽率高,20℃水浸种发芽率比干播种子发芽率稍高些。风干脱粒低温贮存可提高种子的萌发率。营养液配方浓度比为91∶时最适合马缨杜鹃种子萌发。     

Parasitism and pathogenicity of Radopholus similis to Ipomoea aquatica,Basella rubra and Cucurbita moschata and genetic diversity of different populations

Ten populations of Radopholus similis from different ornamental hosts were tested for their parasitism and pathogenicity to water spinach(Ipomoea aquatic), malabar spinach(Basella rubra), and squash(Cucurbita moschata) in pots. The results showed all three plants were new hosts of R. similis. Growth parameters of plants inoculated with nematodes were significantly lower than those of healthy control plants. All R. similis populations were pathogenic to the three plants, but pathogenicity differed among populations from different hosts. The same R. similis populations also showed different pathogenic effects in the three different plants. Rad N5 population from Anthurium andraeanum had the highest pathogenicity to the three studied plants. Rad N1 from A. andraeanum had the lowest pathogenicity to squash and Rad N7 from Chrysalidocarpus lutesens had the lowest pathogenicity to water spinach and malabar spinach. R. similis is usually associated with root tissues, but here we report that it could be found to move and feed in the stem bases of all three studied plants. Sequence and phylogenetic analyses of DNA markers of the 18 S r RNA, 28 S r RNA, ITS r RNA, and mitochondrial DNA gene sequences of ten R. similis populations revealed significant genetic diversity. Rad N5 and Rad N6 populations from anthurium showed a close genetic relationship and could be distinguished from other populations by PCR-RFLP. At the same time, Rad N5 and Rad N6 populations were the most pathogenic to three studied plants. These results confirm the e xistence of large biological variability and molecular diversity among R. similis populations from the same or different hosts, and these characteristics are related to pathogenic variability.     

一种促进短果杜鹃种子萌发的前处理方法——二次浸种法

[目的]筛选出促进短果杜鹃种子萌发的前处理方法,提高短果杜鹃种子发芽率.[方法]采用培养皿滤纸法,比较不同浓度的GA3、聚乙二醇（PEG）浸种以及二者复合浸种（二次浸种）对短果杜鹃种子萌发的影响.[结果]适宜浓度的GA3、PEG浸种及二次浸种均可有效促进短果杜鹃种子萌发.其中,400 mg/L GA3与浓度10％ PEG-6000分别浸种24h以及500 mg/L GA3与浓度10％ PEG-6000分别浸种24h这2个组合处理的短果杜鹃种子萌发芽率、发芽势、发芽指数最高,在0.05水平显著高于其他处理.[结论]二次浸种法（400 mg/L GA3与浓度10％ PEG-6000分别浸种24h或500 mg/L GA3与浓度10％ PEG-6000分别浸种24h）是促进短果杜鹃种子萌发的最优前处理方法.     

红掌的多倍体诱导与倍性分析

[目的]为诱导红掌多倍体提供参考。[方法]以红掌气生根再生团块和幼苗为材料,以秋水仙素为诱导药液,采用浸泡法、培养基培养法和穿线法3种方法对再生团块和红掌幼苗进行多倍体诱导,研究不同诱导方法、秋水仙素浓度和诱导时间对多倍体诱导率的影响。[结果]3种诱导方法都能得到多倍体细胞。秋水仙素处理浓度在0.1%~0.3%范围内时,多倍体诱导率随着诱导剂量的升高和诱导时间的延长而增加。使用浸泡法处理气生根再生团块时,多倍体诱导效果最好,0.3%的秋水仙素处理再生团块7 h,诱导率可达63.3%。[结论]红掌多倍体诱导的最佳条件为:0.3%的秋水仙素浸泡气生根再生团块7 h。     

RNAi技术及其应用

RNAi主要通过双链RNA(dsRNA)被核酸酶切割成21~23 nt的干涉性小的RNA,即siRNA,由siRNA介导识别并靶向切割同源性靶mRNA分子而实现。目前RNAi技术在基因功能和基因治疗等方面的研究有了广泛的应用,RNAi技术有望成为后基因组时代基因功能分析的有力工具。     

RNAi的研究进展(英文)

RNAi是由与靶基因同源的内源或外源双链RNA(doublestrandedRNA,dsRNA)所引发的一种在动植物中普遍存在的基因沉默现象。它最早在植物体中被发现,现在已发展成为一种生物技术,并成为了后基因时代的重要研究手段。对RNAi技术在生物基础、医学、药学、植物学等领域的研究成果进行了综述。     

莱茵衣藻MAPK4基因RNAi载体的构建及鉴定

[目的]构建莱茵衣藻2A38的MAPK4基因的RNAi载体。[方法]提取莱茵衣藻细胞总RNA,利用PCR扩增出编码MAPK4的基因片段,用基因工程技术将MAPK4基因片段连接载体p MD18-T上,经过2次不同的双酶切后,与RNAi中间载体p T282连接,最后连接到干涉载体p Maa7IR/XIR上,用酶切及测序鉴定MAPK4基因RNAi载体并转化莱茵衣藻。[结果]经限制性内切酶酶切及测序鉴定,证实为重组质粒,并且该重组载体可在莱茵衣藻中表达。[结论]构建的MAPK4基因RNAi载体结构正确,为进一步利用RNAi技术使MAPK4基因沉默表达,研究MAPK4在莱茵衣藻中的生物学功能奠定了试验基础。