RNA干扰机制及应用研究进展

RNA干扰是外源和内源的双链RNA(double-strand RNA,dsRNA)特异性诱导生物体内同源靶基因mRNA的降解,从而导致转录后基因沉默的现象。目前对于RNA干扰机制已有深入研究,同时RNA干扰在抑制有害基因表达、功能基因组学及基因治疗等方面的应用研究也取得了较大进展。现主要综述了RNA干扰的作用机制、作用特点和技术应用等方面的研究进展。     

RNA干扰技术防控作物真菌病害研究进展

作物真菌病害发生普遍,危害严重,是制约现代农业高质量发展的主要限制因素之一。RNA干扰(RNA interference, RNAi)是真核生物中基于双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)介导的同源mRNA降解、沉默相关基因表达的一种机制。近年来,利用RNA干扰技术防控作物真菌病害是研究热点,并已成功应用于农业生产,展现出良好的应用前景。该研究就作物真菌病害防治现状、RNA干扰技术原理、防控真菌病害机制及其在作物真菌病害防控中研究进展、基于RNA干扰生物技术存在的问题与应用前景进行了综述,旨在为RNA干扰技术在作物真菌病害防治中的广泛应用提供参考依据。     

转录后基因沉默与植物抗病毒研究进展

主要综述了转录后基因沉默（PTGS）的发现、定义、机制、与植物抗病毒的关系及利用转录后基因沉默防治植物病毒病研究进展。     

萝卜中一未知dsRNA全长cDNA克隆及其序列

 采用双链RNA ( double-stranded RNA, dsRNA) 分析法, 发现杭州市近郊的部分萝卜植株及其子代含有约118 kbp的dsRNA; 在聚丙烯酰胺凝胶上可分离为大小接近的dsRNA1和dsRNA2。以dsRNA1为模板, 采用单引物扩增法获得其全长cDNA; 克隆测序确认为1 866 nt; 预测其最大开放阅读框ORF(Open Reading Frame) 为574个氨基酸, 与双分病毒属( Partitivirus) 中部分病毒的RdRp (RNA dependent RNA polymerase) 氨基酸序列具有一定的同源性。推测此dsRNA可能为萝卜黄边病毒( radish yellow edge virus, RYEV) 感染所致。     

血红鸡爪槭叶片WD40转录因子的克隆及序列分析

以血鸡爪槭叶片总RNA为模板,采用RT-PCR和RACE-PCR的方法,研究血红鸡爪槭叶片花色素苷的合成机理,成功获得了调控花色素苷表达的转录因子WD_(40)基因。结果表明:WD_(40)基因全长1 104 bp,编码337个氨基酸。通过NCBI中的Blast软件对其进行核苷酸序列和氨基酸序列的同源性进行分析,表明所获得的核苷酸序列和推导的氨基酸序列与其它物种的转录因子WD_(40)有较高的同源性,并且C端含有4个WD重复基序,推断该基因为血红鸡爪槭的WD_(40)转录因子。     

RNAi沉默CsHB1降低茶树叶片愈伤组织咖啡碱积累

以‘英红9号’茶树叶片为材料,克隆HD-Zip转录因子基因CsHB1,原核表达CsHB1重组蛋白,利用本氏烟草进行CsHB1表达蛋白的亚细胞定位;构建CsHB1的RNAi转基因载体,经农杆菌介导转化‘英红9号’茶树叶片愈伤组织,并对沉默CsHB1愈伤组织系进行基因表达分析和咖啡碱含量测定。结果表明,克隆基因与NCBI登记的‘龙井43’茶树Cs HB1(MF033534)有6个碱基差异,但编码相同的氨基酸序列;原核诱导表达获得CsHB1的49 kD不可溶蛋白;将CsHB1蛋白亚细胞定位于细胞核和细胞质。在沉默表达CsHB1愈伤组织中,CsHB1表达显著下降,催化茶叶咖啡碱合成的N–甲基转移酶基因yhNMT1表达下调,愈伤组织中咖啡碱含量显著降低。推测转录因子基因CsHB1的沉默抑制了靶基因yhNMT1的表达,进而降低‘英红9号’愈伤组织中咖啡碱的合成积累。     

苹果花脸症状相关基因差异表达的分析

【目的】苹果花脸病主要由苹果锈果类病毒（apple scar skin viroid,ASSVd）引起，是一种严重危害苹果产量和果实品质的病害，通过分析苹果花脸症状相关基因表达，探索花脸症状形成的潜在机制。【方法】削取无症状且无ASSVd侵染的果皮和表现花脸症状的弘前富士苹果果皮，提取果皮总RNA，通过高通量测序并进行转录组数据分析。【结果】利用RT-PCR方法从表现花脸症状的苹果果皮中得到两条ASSVd序列，其基因组长度分别为331 nt和330 nt，与已公布的ASSVd山东烟台苹果分离物SDYT-1(MW302328.1)和SDYT-3(MW315909.1)完全一致。转录组测序结果表明，与无症状果皮相比，表现花脸症状的果皮中共有差异表达基因6938个，其中有3331个基因显著上调，3607个基因显著下调。通过差异表达基因功能注释分析，表明这些差异基因参与到植物激素（茉莉酸、水杨酸和生长素）合成和信号转导、苯丙烷生物合成等代谢途径。此外，转录组数据分析发现与植物防御反应相关转录因子的编码基因，如MdWRKY18-like、MdWRKY71、MdNAC29、MdWRKY70等在表现...     

柑橘CsMYB41和CsMYB63响应溃疡病菌侵染的表达

MYB转录因子不仅在植物生长发育中起着重要作用，且在植物抗病反应中承担着重要的调节功能。本研究中以溃疡病感病品种纽荷尔脐橙（Citrus sinensis Osbeck）和抗病品种四季橘（C. madurensis）为材料，基于前期构建的溃疡病诱导柑橘转录组数据库，筛选获得2个受柑橘溃疡病菌Xanthomonas citri subsp. citri(Xcc)显著诱导的MYB基因：CsMYB41(Cs1g06220)和CsMYB63(Cs4g12760)。利用PCR技术克隆了纽荷尔脐橙的CsMYB41和CsMYB63，并对其结构特征及表达特性进行分析。PCR克隆测序分析发现，这2个基因的全长分别为1 304 bp、1 398 bp，开放阅读框（ORF）为1 047 bp、1 170 bp，各编码349、390个氨基酸。蛋白质同源序列比对和结构分析表明，这2个基因属于MYB类转录因子家族中的R2R3-MYB亚家族；进化树分析表明，CsMYB41和CsMYB63蛋白分别与可可、蓖麻等MYB41和MYB63蛋白高度同源。亚细胞定位结果显示，CsMYB41和CsMYB63定位在细胞核中。实时荧...     

利用VIGS技术研究草莓FaMYB5的功能

以‘丰香’草莓(Fragaria×ananassa‘Toyonaka’)为材料,采用病毒诱导的基因沉默技术(Virus-induced Gene Silencing,VIGS)对果实中类黄酮化合物代谢相关转录因子基因FaMYB5进行沉默,并对沉默后果实类黄酮化合物代谢途径相关的结构基因和其他转录因子基因表达量进行半定量RT-PCR及RT-qPCR分析。并分别采用HPLC和香草醛—硫酸比色法对沉默后果实中花青素苷和原花青素含量进行测定。成功构建了pTRV2-FaMYB5的VIGS沉默载体,并建立了草莓果实VIGS沉默体系,FaMYB5基因沉默效率达60%;FaMYB5基因沉默处理与阴性对照相比,草莓类黄酮化合物代谢途径相关结构基因和转录因子表达量均发生改变,其中FaMYB9、FaLAR、FaDFR、FaANR表达量显著增加,从而导致果实中原花青素含量增加;而花青素合成相关基因FaANS的表达量减少1/2,FaMYB10表达量变化并不显著。此外,bHLH家族的转录因子基因FabHLH3和FabHLH3Δ随着FaMYB5的沉默表达量显著下降,而FaGL3显著升高。结果进一步证明FaMYB5转录因子对草莓类黄酮化合物代谢途径中的原花青素合成途径起负调控作用。