RNA干扰及其在植物研究中的应用

RNA干扰(RNAinterference,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。     

植物转基因沉默的机制及克服方法

植物转基因沉默可以发生在染色体DNA、转录和转录后3种不同的层次上,转录水平基因沉默机制涉及DNA甲基化、位置效应、重复序列和同源序列等的作用,转录后水平基因沉默机制常用RNA阈值模型、异常RNA模型、双链RNA模型和未成熟翻译终止模型等解释。使用去甲基化、控制外源基因的拷贝数及结合位点、利用MAR序列、优化使用增强子、启动子等手段可以解除部分转基因沉默。     

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。     

植物中RNA介导的沉默及其应用

在植物中 ,双链RNA(dsRNA)可通过降解细胞质中与之同源的mRNA而诱导产生转录后基因沉默 (PTGS) ,或通过使同源的核DNA高度甲基化而产生转录基因沉默 (TGS ,启动子甲基化 )或PTGS(转录或编码区甲基化 )。RNA介导的沉默可在细胞间进行传递 ,从而使整个植株都表现出PTGS或TGS ,且PTGS的程度会在植物发育过程中逐渐加强 ,减数分裂后重置。植物病毒也会介导产生沉默现象 ,PTGS是植物天然的一种抗病毒机制。利用导入外源dsRNA可抑制基因表达或使基因超量表达 ,使用病毒载体 ,可提供功能启动子、暂时表达系统 ,并为植物功能基因组学研究提供新的工具。     

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。     

植物转基因沉默及其克服方法研究进展

转基因沉默可分为转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默，前者是因为启动子失活，不能起邕，而后者是因为mRNA被被解，或mRNA的加工被干扰，其原因包括多种因素，如转基因的拷贝数和构型，基因的甲基化，异染色质化，RNA依赖的RNA聚合酶等，涉及DNA－DNA，DNA－RNA，RNA－RNA三种核酸相互作用。克服转基因沉默的方法包括对外源基因进行改造，采用具有特殊功能的启动子与增强子，构建细胞核骨架附着区载体，以及筛选单拷贝转基因子代植株。     

植物转基因抗性策略研究进展

通过转基因技术使植物获得抗病性是控制植物病毒感染的一种重要技术途径。RNA干扰技术的出现为植物转基因抗性策略的研究提供了新思路。植物转基因抗性产生方法主要是通过表达不同的病毒蛋白(外壳蛋白、复制蛋白、运动蛋白及其他病毒蛋白)、RNAs(反义RNA、卫星RNA、缺陷干扰RNA、发夹RNA及人工微小RNA)、非病毒基因(核酸酶、抗病毒蛋白抑制子及植物体)、宿主来源的抗性基因(显性抗性基因和隐性抗性基因)及各种宿主防御反应因子等。介绍了以上几种抗性策略并分析了目前尚存在的问题,以期为植物转基因抗性策略研究的学者提供参考。     

植物中依赖于RNA的RNA聚合酶研究进展

依赖于RNA的RNA聚合酶(RDR)能够以单链RNA为模版合成互补RNA链,产生双链RNA。双链RNA在细胞内被类似RNaseⅢ的酶DCL加工成20～24 nt的小分子干扰RNA(siRNA)。siRNA可以在转录水平或转录后水平抑制靶基因的表达。RDR通过基因沉默途径参与植物的生长发育调节、逆境应答以及表观遗传修饰等许多生物学过程。加深对植物RDR表达模式、生化活性及生物学功能等方面的理解将有利于植物基因沉默的发展和运用。     

植物中RNA干扰技术的研究与应用

RNA干扰(RNAi)是与靶基因同源的双链RNA引发的,在真菌、植物和动物中普遍存在的序列特异的转录后基因沉默(PTGS)现象。该方法的研究是目前分子生物学和基因工程领域研究的热点之一。作为反向遗传学研究的新工具,RNAi在基因功能研究、基因治疗以及病毒防治等方面发挥着巨大的作用,文章将RNAi的发现、作用机理、特点、导入思路和方法及其在植物中的广泛应用进行了综述。     

RNAi技术的研究及其在植物上的应用

RNA干扰（RNAi）是由双链RNA导入而引起的基因沉默现象,它可以在转录水平、转录后水平对基因的沉默发挥作用。就RNAi的发展历史、作用机制、特征及其在植物抗病毒、品质改良和基因功能研究中的应用作一概述。     

A link between mRNA turnover and RNA interference in Arabidopsis

In RNA interference (RNAi), double-stranded RNA (dsRNA) triggers degradation of homologous messenger RNA. In many organisms, RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) is required to initiate or amplify RNAi, but the substrate for dsRNA synthesis in vivo is not known. Here, we show that RdRp-dependent transgene silencing in Arabidopsis was caused by mutation of XRN4, which is a ribonuclease (RNase) implicated in mRNA turnover by means of decapping and 5'-3' exonucleolysis. When both XRN4 and the RdRp were mutated, the plants accumulated decapped transgene mRNA. We propose that mRNAs lacking a cap structure become exposed to RdRp to initiate or maintain RNAi.     

RNAi及其在哺乳动物中的应用*

 RNA干扰(RNAi)是由特定双链RNA(dsRNA)引发的转录后基因沉默,广泛存在于真菌、植物和动物中,它是近年来迅速发展起来的高效、特异、易操作的基因阻断技术,在功能基因组的研究中有着广阔的应用前景。研究表明,断裂dsRNA产生的小干扰RNA(siRNA)可抑制哺乳动物基因表达。从哺乳动物整体水平应用研究的角度,对RNAi的分子机制、生物学功能和特点,siRNA导入体内的方法以及应用等方面的研究作一综述。     

RNA干涉技术研究进展

RNA干涉是由双链RNA引起的转录后基因沉默机制.RNAi作为一门新的基因沉默技术,具有序列特异性和高效性等许多优点,在基因功能研究、疾病治疗、药物开发等方面具有广泛的应用.综述RNAi现象的发现、发生机制及其应用,并展望未来的研究.     

RNA interference in Colorado potato beetle(Leptinotarsa decemlineata): A potential strategy for pest control

Colorado potato beetle(CPB), Leptinotarsa decemlineata, is a notorious destructive pest that mainly feeds on the leaves of potato and several other solanaceous plants. CPB is widely recognized for its adaptation to a remarkable variety of host plants and diverse climates, and its high resistance to insecticides and Bacillus thuringiensis toxins. RNA interference(RNAi) is a sequence-specific, endogenous gene silencing mechanism evoked by small RNA molecules that is used as a robust tool for virus and pest control. RNAi has been extensively tested for CPB management by employing various target genes and delivery methods. This article reviews the screening of RNAi target genes, efficient RNAi delivery systems, and factors affecting RNAi efficiency in CPB, which may help understand the mechanisms of RNAi and its application in CPB control strategy.     

植物非细胞自主性RNAi及其应用研究进展

非细胞自主性RNAi是发生于那些非应用或非产生dsRNA的细胞或组织中的RNAi,包括系统性RNAi和环境RNAi。系统性RNAi是沉默现象从一个细胞扩散到另一个细胞或从一个组织扩散到另一个组织的过程,环境RNAi是细胞从环境中吸收dsRNA而触发的RNAi。近年来,植物非细胞自主性RNAi研究取得了较大进展,就其机制及应用进行了评述,首次提出在植物中也有环境RNAi存在。     

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。     

CP基因3'端短片段介导的对马铃薯Y病毒的抗性

【目的】探明马铃薯Y病毒脉坏死株系（PVYN）CP基因3′端序列短片段的不同结构转基因诱导转基因植物产生RNA介导抗性的有效性。【方法】以PVYN的CP基因cDNA 3′端202 bp片段构建非翻译的正向重复和反向重复结构的植物表达载体转化烟草。【结果】攻毒试验表明前者没有一例转基因植株表现为抗病，而转化反向重复结构的转基因植株82.8%表现近似免疫的高度抗病型，Southern印迹杂交证明目的基因已整合到烟草基因组，Northern印迹杂交结果显示反向重复结构转基因植物的抗病性与RNA的表达量呈现负相关。【结论】抗病性是RNA介导的病毒抗性。3′端短片段诱导产生的转基因抗病株比例比5′端短片段诱导产生的高。     

RNA干涉及其应用

在各种各样的真核生物当中,双链RNA(dsRNA)促使了有效的同源mRNA分子降解,这个过程被称为RNA干扰(RNAi)。RNAi现象通过调控RNA抑制基因表达,它在植物、动物、真菌中广泛存在,被认为是一种抑制病毒性复制和转座子活动的抗御机制,而在此过程中,侵染型病毒为了能够不被这种机制干扰抑制,继续在寄主体内生存、繁殖,则产生了一种反抗御机制———即产生抑制蛋白来对付转录后基因沉默(PTGS)。对RNAi以及RNAi抑制物的作用机制、抑制物类型、特点及相关应用方面作了比较详尽的综述。dsRNA介导的PTGS将是分子生物学领域的研究热点之一,在研究基因功能,基因治疗,抗病毒基因工程,解剖和调控次生代谢途径等方面有着广泛的应用前景。