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。     

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。     

水稻OsbHLH116基因简易RNAi载体构建与功能初步分析

水稻OsbHLH116基因属于bHLH家族转录因子。本研究依据简易RNAi技术原理,在OsbHLH116基因编码区选取一段60 bp序列作为干扰目的片段,根据目的片段序列化学合成2条长寡核苷酸链,使其3'端9个碱基互补配对,经退火延伸得到具有反向重复序列的小干扰片段。小干扰片段和载体pTCK303经一次酶切和连接即可得到OsbHLH116-RNAi表达载体。经菌落PCR验证后利用农杆菌介导法转化水稻品种新丰2号,利用GUS染色筛选获得转基因阳性植株。通过qRT-PCR对选取的三组转基因株系中OsbHLH116基因表达量验证,结果显示OsbHLH116基因表达极显著降低,表明OsbHLH116基因简易RNAi载体构建成功并发挥干扰作用。对OsbHLH116基因功能进行初步分析发现,与野生型新丰2号相比,OsbHLH116-RNAi株系种子萌发率显著降低。     

大豆持绿基因GmSGR的RNA干扰载体构建及遗传转化

持绿基因(Stay Green gene)在植物衰老过程中起到了重要的作用。本研究利用同源序列PCR方法、Gateway重组技术和子叶节遗传转化方法,对大豆持绿基因Gm SGR进行RNAi载体的构建,并将其转入到大豆受体中,获得转基因阳性植株。结果显示,分别获得长度为786 bp的Gm SGR1 CDS序列,长度为816 bp的Gm SGR2 CDS序列及355 bp的att B-Gm SGRi干扰片段。依据RNAi引物设计原则和Gateway重组技术,将干扰片段依次导入到入门载体p DONR221和表达载体p B7GWIW2(Ⅱ)中,并转化农杆菌EHA105,通过子叶节法将其转入大豆受体中,最终获得阳性转基因植株。本研究在m RNA水平沉默同源靶基因,干扰大豆Gm SGR基因功能,结果显示其叶片和种子有趋向持绿的特性。本研究为探究持绿基因的遗传效应,作用机理提供实践参考,为高光效大豆的遗传改良,探讨植物衰老延缓机制,提高产量和品质等提供理论支持。     

本生烟瞬时表达系统快速检测RNAi载体沉默效果

RNA干扰(RNAi)技术是研究基因功能的一种常用方法。为快速检测RNAi载体的沉默效果,通过构建木薯eIF4E3基因的过量表达载体pAI-Ca4E3以及靶标木薯eIF4E3基因的RNAi表达载体p1300-Ca4E3,利用农杆菌注射法将表达载体在本生烟叶片中进行瞬时表达。半定量RT-PCR检测结果显示单独注射过量表达载体pAI-Ca4E3或与表达载体pCAMBIA1300共同注射的样品,农杆菌注射后第4天、第5天和第6天都能检测到木薯eIF4E3基因的高效表达,并且二者木薯eIF4E3基因表达量基本相同,说明木薯eIF4E3基因能在本生烟中高效瞬时表达,但是过量表达载体pAI-Ca4E3与干扰载体p1300-Ca4E3共同注射的样品,农杆菌注射后第4天、第5天还是第6天后都几乎检测不到木薯eIF4E3基因的表达,说明过量表达载体表达的木薯eIF4E3基因已被干扰载体有效沉默。研究结果表明,已建立同时表达靶标基因和干扰靶标基因的干扰载体的本生烟瞬时表达系统,并结合半定量RT-PCR进行RNAi载体沉默效果检测的方法。该方法在农杆菌注射4 d后就能有效的检测RNAi载体的沉默效果,具有快捷、操作简便等特点,为RNAi技术应用于基因功能研究提供简单、快捷、有效的证据。     

水稻抗旱基因OsbHLH120 RNAi干扰载体的构建及遗传转化

OsbHLH120是一个参与非生物胁迫响应基因,与水稻的抗旱性密切相关。本研究根据RNAi表达载体设计原则,从水稻日本晴基因组DNA扩增OsbHLH120基因片段,将长度400 bp干扰目的片段通过正反两个方向与载体p TCK303连接。从pTCK303载体的启动子、终止子和Rice Itron结构中设计两对检测引物,直接将检测引物的PCR产物测序验证载体是否构建成功。通过农杆菌介导法将构建的OsbHLH120RNAi干扰表达载体导入水稻品种日本晴,获得18株转基因阳性苗。本研究结果将有利于进一步研究OsbHLH120在水稻抗旱过程中的作用。     

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。     

水稻多胺转运蛋白OsPUT1基因RNAi载体的构建及遗传转化

在植物中,多胺(腐胺,亚精胺和精胺)参与许多生理过程,包括胚胎发育、器官形成、花芽发育,叶片衰老,花粉管生长、果实的发育和成熟,生物和非生物胁迫的响应。但是,PAS具有内在毒性和多重功能,细胞内的PA含量受到严格控制,受转运体的调节。因此,在水稻中研究水稻多胺转运蛋白OsPUT1的功能至关重要。本研究以水稻多胺转运蛋白基因OsPUT1为研究对象,通过构建OsPUT1-RNAi载体,借助根癌农杆菌介导水稻遗传转化,将OsPUT1的RNAi表达框转到水稻基因组中;经过PPT抗性筛选与PCR鉴定,成功获得了34株转基因水稻。对其中的7株转基因苗进一步作RT-PCR检测,显示有5株OsPUT1基因表达下调,实现了设计目标。这些转基因水稻为进一步研究OsPUT1的功能与作用机制提供了良好的遗传材料。     

葡萄病毒AMP基因RNA干扰载体的构建

RNA干扰（RNAi）介导的植物抗病毒研究是近年来引起广泛关注的一项植物抗病毒基因工程策略。本文以GVA运动蛋白（MP）基因为模板扩增出了418 bp的基因片段,根据RNA干扰的基本原理,将目的片段正反向分别插入到载体pFGC5941内含子的两侧以便其转录过程中高效产生RNA发夹结构。经PCR扩增证明已成功构建以GVA MP基因为靶标的干扰载体pFGC5941-GVAFR,并成功转入农杆菌EHA105中,为后续探讨干扰载体的干涉效果奠定了基础。     

烟草orf25基因RNAi表达载体的构建及遗传转化

杂种优势的利用可以有效地实现烟草高产、高抗、优质的育种目标,目前,培育雄性不育系是获取杂种烟草最有效的途径。研究发现orf25基因位于线粒体基因组中,与烟草雄性不育密切相关。本研究以烟草雄性不育相关基因orf25为研究对象,根据RNA干扰载体构建原则,将长度为606 bp的orf25基因干扰片段分别以正向、反向连接到大小为190 bp的linker连接片段的两侧,构成发夹结构的RNA干扰载体片段。将RNA干扰载体片段插入到中间载体pET30a上,最后克隆到植物表达载体pCAMBIA1301中,成功构建orf25基因的RNAi表达载体。利用农杆菌介导法将pCAMBIA1301-orf25-RNAi转入到烟草保持系中烟90中,经抗性筛选以及分子检测最终获得35株转pCAMBIA1301-orf25-RNAi烟草植株,其中阳性烟草有18株,转化率为51.4%。结果表明pCAMBIA1301-orf25-RNAi干扰载体已成功转入到烟草中烟90中。     

棉铃虫HaHR3基因的克隆及其植物RNA干扰载体的构建

采用RT-PCR方法克隆了棉铃虫蜕皮调节转录因子HaHR3基因,该基因含有1671 bp的完整开放阅读框。序列分析表明,HaHR3与多种昆虫蜕皮调节转录因子高度同源。利用生物信息学方法对HaHR3的结构特征进行分析发现,HaHR3具有蜕皮调节转录因子超家族的典型特征,包括两个锌指结构和一个DNA结合结构域,不存在信号肽序列和N糖基化位点。选择HaHR3基因的部分片段构建了RNAi中间载体pRNAi1017-HaHR3sa,再将HaHR3正反向序列亚克隆至植物表达载体pCAMBIA2300-35S-OCS,成功构建了由35s启动子调控的HaHR3基因的正反向RNA干扰载体pCAM-RNAi-HaHR3。这一载体的成功构建为下一步通过植物介导的RNA干扰技术防治棉铃虫打下了坚实的基础。     

抗水稻黑条矮缩病RNA干扰载体的构建及遗传转化

水稻黑条矮缩病是由水稻黑条矮缩病毒引起的水稻病害,该病可导致病株生长迟缓、矮化、抽穗结实困难,严重影响了水稻的生产。在水稻黑条矮缩病毒基因组不同双链RNA序列的基础上,分别设计了5对特异性引物,通过RT-PCR获得了相应片段,结合基因沉默的方法,分别构建RNA干扰载体,并进一步将发夹结构构建入以玉米泛素Ubi为启动子、以bar基因为选择标记的改造后的植物双元表达载体pCA1300-Ubi中,经农杆菌介导对黄淮稻区主栽水稻品种圣稻13进行遗传转化,成功获得了5个含有水稻黑条矮缩病干扰片段的植物双元表达载体,经农杆菌介导获得了部分水稻转化植株。旨在为下一步对水稻黑条矮缩病的研究及抗病水稻新品种的培育提供材料。     

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。     

直接利用PCR产物构建RNA干扰表达载体

利用RNA干扰原理可以对作物进行遗传改良.构建RNA 干扰的发夹结构一般采用在引物两端加酶切位点方法,该方法涉及酶切位点多,步骤繁琐.本试验介绍一种直接利用PCR产物进行RNAi组成型表达载体构建的方法,该载体以潮霉素为筛选标记基因,适合水稻的遗传转化.     

苎麻雄性不育相关基因atp6和atp9 RNA干扰载体的构建

植物线粒体基因缺陷是细胞质雄性不育的主要原因。为了获得苎麻atp6和atp9基因RNA干扰(RNAi)表达载体,根据已报道的苎麻atp6和atp9基因序列设计引物,利用RT-PCR克隆了atp6和atp9基因的部分cDNA片段,将目的基因正反向片段连接入RNAi载体pHANNIBAL,再将其表达框连入表达载体pCAMBIA 1300。结果表明,所克隆的cDNA片段经序列比对后确认为目的基因片段,经酶切和测序验证确认完成了atp6和atp9基因RNAi载体pCAM-6SR和pCAM-9SR的构建。atp6和atp9基因RNAi载体是验证苎麻雄性不育的基础,也为苎麻遗传工程改良奠定了技术基础。     

苎麻雄性不育相关atp6和atp9基因RNA干扰载体的构建

植物线粒体基因缺陷是细胞质雄性不育的主要原因。为了获得苎麻atp6和atp9基因RNA干扰(RNAi)表达载体,根据已报道的苎麻atp6和atp9基因序列设计引物,利用RT-PCR克隆了atp6和atp9基因的部分cDNA片段,将目的基因正反向片段连接入RNAi载体pHANNIBAL,再将其表达框连入表达载体pCAMBIA 1300。结果表明,所克隆的cDNA片段经序列比对后确认为目的基因片段,经酶切和测序验证确认完成了atp6和atp9基因RNAi载体pCAM-6SR和pCAM-9SR的构建。atp6和atp9基因RNAi载体是验证苎麻雄性不育的基础,也为苎麻遗传工程改良奠定了技术基础。     

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。     

GFLVCP 基因 RNAi 载体构建及其在转基因烟草中的干涉效果

为探讨RNAi策略在抗GFLV基因工程中的效果,通过RT-PCR克隆获得了310 bp的GFLV外壳蛋白基因保守片段,采用Gateway技术将该基因片段连入目标载体pHELLSGATE12构建了RNAi植物表达载体,并通过农杆菌介导法转入烟草中,RT-PCR检测表明目的基因片段已整合到烟草基因组中并在RNA 水平上得到表达,病毒接种结果显示阳性植株的发病率明显低于对照,说明在转基因植株中dsRNA表达可干涉GFLV侵染过程。     

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。