水稻OsMED32基因RNA干扰载体的构建

水稻Mediator complex subunit 32(OsMED32)和哺乳类中的MED29以及酵母中的MED2属于同源基因,是主要的DNA结合转录因子。该研究利用RNAi技术,在克隆得到OsMED32基因全长序列的基础上,选取其中一段保守片段构建RNA干扰表达载体p1300-OsMED32 RNAi,使OsMED32在水稻中表达沉默,并转化至农杆菌EHA105中,为进一步研究OsMED32基因功能奠定了良好的基础。     

水稻OsVDAC5基因干涉载体的构建和遗传转化

[目的]构建水稻基因Os VDAC5的RNAi表达载体,遗传转化获得Os VDAC5转基因植株以研究该基因的生物学功能。[方法]通过PCR扩增Os VDAC5特异片段并克隆到RNA干涉载体p MCG161,以水稻日本晴为受体,将Os VDAC5 RNAi表达载体进行了农杆菌介导的遗传转化,利用PCR和RT-PCR技术检测T0代转基因植株中Os VDAC5的表达水平。[结果]Os VDAC5在绝大多数RNAi转基因植株中的表达量显著降低。[结论]为进一步研究水稻Os VDAC5基因功能提供了重要材料。     

RNAi技术在植物基因功能研究中的应用

RNAi技术是研究基因功能的重要工具。其原理是对某个已知基因,设计诱导其沉默的dsRNA,通过合适手段导入细胞或机体使产生干涉效应的信号分子siRNA,导致基因表达水平下降或完全沉默。通过基因表型变化,鉴定该基因功能。从RNAi的研究背景和作用机制出发,对近年来利用RNAi技术研究植物基因功能的概况、诱导方法和载体作一综述。     

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。     

RNA干扰技术及其在烟草中的应用研究进展

基因工程技术近年来在作物研究领域发展迅速,RNA干扰(RNAi)作为一项重要的基因沉默技术,具有高效性且特异性强的显著特点,现已广泛应用于后基因组时代,对研究作物基因功能,抗性和品质改良等有着重要作用。中国烟草研究已进入基因组时代,随着烟草基因组测序的开展,RNAi作为一门反向遗传学技术在烟草中的应用越来越多。本文介绍了RNAi技术的作用机制和特点,重点介绍了RNAi在烟草基因功能研究、抗病研究、抗虫研究及烟草品质改良研究中的应用,并对RNAi技术在烟草中的应用前景进行了展望。     

RNAi技术在动物功能基因组研究中的应用

RNAi技术由于其高效性和特异性,已经成为基因功能研究的一种新方法,并展现出广阔的应用前景。简要阐述了RNAi的作用机制,同时综述了RNAi技术在动物功能基因组研究中的应用。     

RNA干涉技术及其在哺乳动物中的应用进展

RNA干涉(RNA interference,RNAi)作为一种有效的用于转录后基因沉默,从而抑制特定基因表达的技术,近年来在哺乳动物细胞中的研究已取得了长足发展,且在基因功能以及疾病治疗的研究中有着广阔的应用前景。研究表明,哺乳动物细胞中的RNAi作用方式与植物有所不同,笔者对哺乳动物RNAi技术的发展、作用机制及其在基因功能、基因治疗、转基因动物研究、药物开发等方面的应用做了综述。     

RNAi及其抗口蹄疫病毒研究进展

RNAi（RNA interference）技术为基因功能分析提供了有效的手段,并在抗病毒的基因治疗及防控研究中取得了一些阶段性成果。笔者综述了RNAi及其抗病毒研究的现状,重点回顾了RNAi抗口蹄疫病毒（FMDV）的研究进展,并对RNAi抗病毒研究前景进行了展望。     

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。     

高通量RNAi及其在细胞生物学特性研究中的应用

高通量RNAi(high-throughput screens HTSs)技术是近年来基因功能研究的高效工具。现已在多个物种的细胞内进行了大量基因组范围RNAi高通量筛选,用于研究多种不同的生物学过程,为生物医学研究提供了技术基础。就高通量RNAi技术原理、实验操作及其在研究与细胞生物特性相关基因中的主要应用进展进行了综述。     

水稻高效RNA干涉体系的建立及其在受体激酶基因功能研究中的应用

利用RNA干涉(RNAi)技术，可以特异性的抑制真核生物体中目标基因的表达。本研究构建了适合水稻转化的RNAi诱导载体pCADS1341。为检测其有效性，使用它构建了针对GUS基因的RNAi载体，并利用基因枪转化法导入GUS基因稳定表达的转基因水稻愈伤组织。GUS染色分析结果表明该载体中RNAi诱导元件的瞬时表达可显著抑制GUS基因的表达。为探讨影响水稻中转基因诱导的RNAi效率的因素，对针对某个目标水稻基因的水稻RNAi植株进行了详细的分析。通过Southern和Northern杂交检测了T0代RNAi植株中T-DNA插入的拷贝数和目标基因的表达量，筛选出T-DNA为单拷贝插入，且目标基因的表达被高效抑制的株系。对来源于该株系的T1代植株进行了半定量RT-PCR检测，结果表明RNAi效应可以遗传给后代转基因水稻植株，但是不同个体中的RNAi效率存在差异。RNAi系统的表达量可能是决定RNAi效率的最关键因素。我们建立的高效RNAi技术体系对于水稻功能基因组学研究具有重要意义，利用这个系统我们已经构建了60多个水稻受体激酶基因的RNAi载体，系统的研究正在进行中。     

水稻基因OsAFC2参与mRNA可变剪切调控

mRNA的可变剪切受到SR蛋白磷酸化水平的精确调控,AFC2作为SR蛋白激酶,能够影响mRNA可变剪切。在水稻RNAi突变体库中发现一个Os AFC2基因沉默突变体,进一步研究显示该基因定位于细胞核内,在水稻的各个组织部位均有表达,其中在叶片中表达量较高,在茎中表达量较低。与对照相比,在Os AFC2抑制表达的植株中,检测到的可变剪切数量明显增加,表明Os AFC2参与水稻细胞核中mRNA可变剪切的调控。     

OsCtBP-A基因过量表达和RNAi沉默对水稻根系生长和抗性的影响

为了阐明己克隆的水稻C端结合蛋白家族基因OsCtBP-A的功能,构建了该基因的过量表达和RNAi沉默载体,通过农杆菌介导转化水稻品种日本晴愈伤组织,分别获得了45个过量表达和75个RNAi 沉默T0代转基因植株,并进行了PCR和GUS染色鉴定。T1代过量表达株OsCtBP-A基因表达量明显增加,苗期根系生长增加,对水稻白叶枯病抗性无明显变化;而基因沉默株OsCtBP-A基因表达量显著下降,苗期根系发育迟缓,抗旱性明显降低,抗病性减弱。表明OsCtBP-A基因的表达可能对水稻苗期根系发育、抗旱性和抗病性具有不同程度的调控作用。     

BWMK1互作基因BWIP4对粳稻的转化

通过酵母双杂交体系,获得了7个BWMK1互作基因BWIP1~BWIP7.从中选取BWIP4作进一步的功能分析,构建了BWIP4-RNAi表达载体pANDA-BWIP4和超表达载体NCGR-1300-BWIP4,利用农杆菌介导法转化粳稻日本晴,获得了35个干涉株系和136个超表达转基因株系,对经PCR、GUS检测的阳性植株进一步进行RT-PCR检测,干涉株系中BWIP4的表达量低于日本晴,而超表达株系中BWIP4的表达量高于日本晴.     

水稻蛋白激酶OsCIPK5的亚细胞定位分析及RNAi转基因水稻的获得

在植物生长发育中,CIPKs(CBL-interacting protein kinases)在胁迫信号转导和增强抗逆途径中发挥着重要作用,而OsCIPK5的具体功能还未知。为了研究OsCIPK5的功能,本研究从日本晴水稻中成功克隆了OsCIPK5基因。用生物信息学方法对其编码的蛋白进行分析,结果表明OsCIPK5含有2个功能区即激酶活性区和NAF区,OsCIPK5与5种植物的CIPK5同源性较高,而与短花药野生稻CIPK5的同源性最高(94%),亲缘关系最近。利用植物生理学方法对水稻进行低钾处理,结果表明水稻根中OsCIPK5受低钾诱导表达,而叶片中OsCIPK5表达量没有变化;同时构建了OsCIPK5与黄色荧光蛋白基因融合的植物瞬时表达载体,共聚焦显微镜观察显示,OsCIPK5编码的蛋白主要定位在细胞核、细胞膜,还以颗粒状结构不规则分布在细胞质中。进一步构建了OsCIPK5的RNAi载体,通过水稻遗传转化体系获得26株阳性转基因水稻。荧光定量PCR(Real-time qPCR)分析表明,T1代转基因水稻中OsCIPK5的表达量与野生型相比显著降低。OsCIPK5的生物信息学分析、植物生理学分析、亚细胞定位以及RNAi转基因水稻的获得为研究OsCIPK5的功能奠定了基础。     

Whirly转录因子对非寄主菌诱导水稻HR反应的负调控作用

用RNA干扰技术研究了Whirly转录因子对水稻非寄主抗性反应HR的调控作用。PCR扩增编码Whirly转录因子的Oswhirly基因片段,分别以正向、反向顺序连接到载体pTCK303的两个多克隆位点中,构建Oswhirly基因沉默的RNA干扰载体pTCK303-Oswhy,经农杆菌EHA105菌株转化水稻细胞,结果发现转基因水稻细胞受非寄主菌诱导后,HR反应明显,细胞死亡率显著高于野生型及空载体转化水稻细胞。Oswhirly基因沉默导致HR反应增强,初步揭示Whirly转录因子可能是调控水稻HR反应的负调控因子。     

RNA干涉水稻端粒酶再生植株的初步研究

依据水稻端粒酶基因的相关生物学信息,构建了含有水稻端粒酶序列RNA干扰结构的植物表达载体pC am 23A-1-2,并利用农杆菌介导法将目的基因导入到粳稻品种日本晴中,获得了78个独立转化子,共165棵转基因植株。通过PCR和Southern杂交分析,证明RNA干扰结构已整合进水稻基因组中;应用染色体末端限制性片段分析法,显示在转基因水稻中端粒DNA序列长度有逐代缩短的趋势,初步证明这些转基因水稻中端粒酶亚基已失活,但是T0和T1代转基因水稻植株的主要农艺性状没有发生明显变化。     

RNAi介导抗水稻条纹病毒转基因水稻的培育

本研究根据RNA干扰的机制原理,利用已构建的包含SP基因部分片段反向重复序列和生物安全性更高的标记基因bar基因的RNAi双元表达载体pDTRSV-IRSP-Bar,通过采用农杆菌介导的方法转化水稻愈伤组织获得抗条纹叶枯病和抗除草剂的转基因水稻植株,通过Basta抗性筛选、PCR检测及Northernblot分析,获得了稳定高抗RSV和抗Basta的株系KRSV1和KRSV9,并对其田间抗性及农艺性状表现进行了调查研究。     

RNA干涉技术及其应用

RNA干涉(RNA interference,RNA1)是由双链RNA导入而引起的转录后基因沉默,它可以作为一种有力的工具在多种有机体中抑制特异性基因的表达。文章简要介绍了RNA干涉的发现史、作用机制、特点及该项技术的用途。RNA1的作用机制可以分为起始阶段和效应阶段。双链RNA被Dicer消化成siRNAs(small interfermg RNAs),进一步形成RNA诱导沉默复合物(RNA-mduced silencmg complex,or RISC),在siRNAs的引导下切割靶mRNA。RNAi技术在疾病的基因治疗、功能基因组学及细胞信号通路分析等力面具有广阔的应用前景。     

RNAi-mediated transgenic rice resistance to Rice stripe virus

Rice stripe virus(RSV) often causes severe rice yield loss in temperate regions of East Asia. Although the correlation of small interfering RNAs(si RNAs) with transgenic virus resistance of plants using RNA interference(RNAi) is known for decades, no systematical research has been done on the profiling of si RNAs from a genomic scale. Our research is aiming to systematically study the RNAi impact in RSV-resistant transgenic rice, which was generated by introducing an inverted repeat construct that targets RSV nucleocapsid protein(NCP) gene. In this paper, three independent RSV-retsistant transgenic rice lines were generated, their stable integration of the T-DNA fragment and the expression of si RNAs were confirmed by Southern blotting and Northern blotting analyses, and the majority of si RNAs were in lengths of 21, 22, and 24 nucleotides(nt), which have validated a connection between the presence of the RSV NCP homologous si RNAs and the RSV resistance in those transgenic rice lines. In one of these transgenic lines(T4-B1), the T-DNA fragment was found to have been inserted at chromosome 1 of the rice genome, substituting the rice genome fragment from 32 158 773 to 32 158 787 nt. Bioinformatics analysis of small RNA-Seq data on the T4-B1 line also confirmed the large population of NCP-derived si RNAs in transgenic plants, and the RSV-infected library(T4-B1-V) possessed more si RNAs than its mock inoculated libraries(T4-B1-VF), these results indicating the inverted repeat construct and RSV could introduce abundance of si RNAs in transgenic rice. Moreover, a varied expression level of specific si RNAs was found among different segments of the NCP gene template, about 47% of NCP-derived si RNAs reads aligned with the fragment from 594 to 832 nt(239 nt in length) in NCP gene(969 nt in length) in the T4-B1-V, indicating a potential usage of hotspot regions for RNAi silencing in future research. In conclusion, as the first study to address the si RNA profile in RSV-resistant transgenic plant using next generation sequencing(NGS) technique, we confirmed that the massive abundance of si RNA derived from the inverted repeat of NCP is the major reason for RSV-resistance.