RNA干扰技术及其在茶树中的应用前景

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指由双键RNA（double-stranded RNA,dsRNA）启动的序列特异的转录后基因沉默现象,广泛存在于真菌、植物和动物中。本文综述了RNA干扰技术的发展简史、分子机制、作用特点以及在植物中的应用,并就RNAi技术在茶树中的应用前景做了简要分析。     

植物RNA干扰的研究进展

RNA干扰(RNA interference。RNAi)是利用双链RNA(dsRNA)特异性地降解相应序列的mRNA,从而特异性地阻断相应基因地表达.在过去10年中,RNA干扰及相关沉默反应的机制研究取得了重大进展, RNAi也发展成为一种强有力的实验工具,用来控制目的基因的表达以获取预期的生物表型。本文详细综述了近年来RNA干扰机制方面的研究进展及RNA干扰在植物中的应用进展。     

RNAi技术在植物改良中的应用

RNA干扰是一种高效的、序列特异的基因沉默现象。文章介绍RNAi技术的研究简史及作用机制,以及在改良植物的体系结构、培育不育系、调控植物的颜色和香味、延长果实的货架期和在无核果实中的研究进展供这一领域的研究者作参考。     

Tilling技术及其在小麦中的应用研究进展

Tilling（Targeting induced local lesions in genomes）技术是近年来兴起的利用化学诱变或者物理诱变方法产生一系列的点突变,经过PCR快速筛选突变体,进而验证基因功能的方法。近年来,Tilling技术被用于多种生物的研究中。对小麦这种基因组庞大、遗传背景复杂的作物来说,Tilling技术在分析基因功能、挖掘重要基因资源和改良作物品质方面比传统的转基因方法有更大的优势。然而,Tilling技术在小麦中的应用还存在筛选工作量大等问题。本文介绍了Tilling技术的操作流程、问题改进及在小麦基因功能研究和品质改良方面的研究现状。     

小麦面条加工品质研究进展

本文从面条煮面品质鉴定方法、面条品质与小麦（面粉）品质的关系和小麦面条品质遗传改良等方法阐述了国内外小麦面条加工研究进展。面粉的理化特性对各类面条品质均有重要影响。对日本式加盐白面条而言，淀粉质量较蛋白质（面筋）含量与质量更为重要，淀粉质量对中国面条也有重要作用；面筋强度、淀粉糊化特性、面条色泽及其稳定性是小麦面条品质改良最基本的选择指标。自20世纪80年代以来，国外把面条品质遗传改良的重点放在对淀粉质量的改良上，把淀粉糊化峰值粘度、面粉膨胀体积、直链淀粉含量等做为日本加盐白面条品质改良的选择指标，利用面粉膨胀体积法、凝胶电泳和分子标记法对育种早代材料进行面条品质鉴定筛选。     

利用RNA干扰技术提高大豆脂肪含量

利用冻融法将大豆11S球蛋白GY1基因RNA干扰表达载体转入农杆菌EH105中,以大豆"吉农28"为受体,通过农杆菌介导的大豆子叶节转化法导入大豆,获得T1代转基因苗12株,并对得到的转基因植株进行分子生物学鉴定。PCR和Southern杂交检测表明,RNAi植物表达载体p3301-Gy1已成功插入到转基因大豆植株的基因组DNA中;RT-PCR和SDS-PAGE检测结果表明RNA干扰在转录后水平发挥了作用,11S球蛋白表达含量降低;利用BUCHI N-500型近红外谷物分析仪对转化的大豆蛋白质和脂肪含量进行检测,结果转化植株的籽粒蛋白质含量(36.07%)平均降低1.43个百分点,脂肪含量(21.28%)平均提高0.76个百分点。因此,利用RNA干扰技术提高大豆脂肪含量是可行的。     

湖北省小麦品质现状及改良策略

本文从小麦的营养品质和加工品质两个方面分析了湖北省小麦品质现状，并与南方省市及全国的小麦品质现状进行了比较。在此基础上，提出了湖北省小麦品质改良的策略及发展优质小麦的一些具体措施。     

高分子量麦谷蛋白亚基分子标记在小麦品种改良中的应用

为了同时对产量和品质进行改良,以面包小麦品种豫麦34为优质供体,与高产品种轮选987杂交,并结合高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)7+8和5+10的分子标记鉴定,回交两次,育成12个同时含有7+8和5+10亚基的BC2F5品系,并以这12个品系为材料,研究了对轮选987品质和产量的改良效果。结果表明,9个品系的主要品质指标,如粉质仪形成时间、稳定时间,拉伸仪最大抗延阻力,和面仪和面时间、峰值面积、8min带宽,面包体积和面包评分,均较轮选987明显增加,增幅依次为0.5～4.3min、2.6～12.4min、118.4～315.3BU、0.7～3.5min、23.6%TQ·min～134.9%TQ·min、6.1%～9.7%、80～165cm3、12.5～30分。1BL/1RS易位对品质负向影响较大,但也有例外。11个品系比轮选987增产,增幅为3.3%～19.5%,其中CA1063、CA1062和CA1061三个品系达显著水平,且比对照中麦175分别增产4.1%、3.5%和1.9%;8个品系产量与中麦175差异不显著,品质明显优于轮选987和中麦175。这说明通过分子标记辅助选择可以实现产量与面包品质的同步改良。     

江苏省小麦品质现状及品质改良研究

分析测定了当前江苏省大面积推广和新选育的１８个小麦品种（品系）的理化性质和面团流变学特性。各性状的平均值为：容重７８６．７ｇ／Ｌ,出粉率６８．６％,蛋白质含量１２．７％,湿面筋含量３２．７％,沉淀值３６．０ｍｌ,面团吸水率６０．６％,形成时间２．７ｍｉｎ,稳定时间４．２ｍｉｎ,软化度１０５．３Ｂ．Ｕ．,评价值４５．４。总地看来,江苏省小麦品种（品系）的容重和出粉率稍高,蛋白质、面筋含量和沉淀值中等     

湖北省小麦品质现状及改良策略

本文从小麦的营养品质和加工品质两个方面分析了湖北省小麦品质现状，并与南方省市及全国的小麦品质现状进行了比较。在此基础上，提出了湖北省小麦品质改良的策略及发展优质小麦的一些具体措施。     

酿酒专用小麦研究进展

我国是世界上最早用曲酿酒的国家。小麦既是制曲原料（小麦占95%~100%）,也是酿酒发酵的主要原料之一,其品质影响着白酒的质量和风味。随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,对白酒的品质要求也更高,越来越多的酒企更加注重从“一粒种子到一滴美酒”的每一个细节,白酒企业对制曲和酿酒专用小麦的需求不断上升。在巨大的市场需求下,酿酒专用小麦研究逐渐被重视,我国酿酒专用小麦研究取得了一些进展,育成了一批酿酒专用小麦品种,酿酒专用小麦种植面积不断扩大。但我国白酒产业“酒强粮弱”的整体现状仍未改变,且酒企对制曲和酿酒的质量评价通常以感观评价为主,酿酒专用小麦品质与酿造品质指标缺少有效衔接,还未建立相互联系的定量指标体系。本文试图探讨酿酒专用小麦的质量要求、需求现状、品种选育、栽培技术研究进展;针对我国酿酒专用小麦产业发展中的问题,从品种改良、标准化种植、基地建设等方面提出了意见和建议,以期为酿酒专用小麦产业健康发展提供借鉴。     

Silencing of γ-gliadins by RNA interference (RNAi) in bread wheat

RNA silencing is a sequence-specific RNA degradation system that is conserved in a wide range of organisms. The elucidation of the mechanism of RNA silencing has stimulated its use as a reverse genetics tool, because RNA silencing strongly down-regulates the expression of the target gene in a sequence-specific manner. The major protein fraction of wheat grain is gluten which is largely responsible for the functional properties of dough. Gliadins contribute mainly to the extensibility and viscosity of gluten and dough, with the polymeric glutenins being responsible for elasticity. The aim of this work was therefore to silence the expression of specific γ-gliadins by RNA interference, to demonstrate the feasibility of systematically silencing specific groups of gluten proteins. The sequence of a γ-gliadin gene was used to construct the pghp8.1 plasmid. The hpRNA silencing fragment was designed on the basis of 169 base pairs (bp) in sense and antisense orientation with the sequence of the Ubi1 intron as spacer region between the repeats. Two lines of bread wheat were transformed by particle bombardment. Gliadins were extracted from 30 mg of flour, separated by acid-PAGE and determined by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Seven transgenic lines were obtained and all of them showed reduced levels of γ-gliadins. All seven transgenic plants were fully fertile and their grain morphology and seed weight were comparable to the control lines. MALDI-TOF MS showed that six peaks, present in the untransformed line, were missing in transgenic lines of the BW208 genotype whereas three peaks were missing in the BW2003 genotypes. The proportion of γ-gliadins was reduced, by about 55–80% in the BW208 lines and by about 33–43% in the BW2003 lines. The ELISA assay based on the R5 antibody showed reductions in total gliadins (μg/mg flour) in three of the BW208 lines and in one BW2003 line, but an increase in one BW208 line (C613).     

水分对小麦生理生化特性、产量及品质的影响研究进展

综述了水分对小麦的生理、生化特性、产量及主要加工品质的影响研究进展。在小麦乳熟期减少水分供应可以增加可溶性糖的积累,在孕穗期脯氨酸的积累量最大,水分利用率与小麦的光合指标关系最为密切。土壤水分含量与小麦籽粒中支链淀粉成反比,而与直链淀粉成正比。减少水分供应可以加速小麦的生育进程、增加蛋白质的含量而降低产量。水分对小麦加工指标的影响,目前意见尚不统一,有待进一步研究。     

南方根结线虫Mi-eft2基因RNAi沉默效应研究

以南方根结线虫延长因子2基因(Mi-eft2)T克隆质粒为模板,克隆该基因的3个部分片段(各200 bp),作为体外合成ds RNA的模版,利用该ds RNA(F1ds,F2ds,F3ds)干扰南方根结线虫2龄幼虫(J2)的Mi-eft2表达。结果显示,利用real-time PCR作为检测方法,干扰处理后的J2线虫Mi-eft2的表达量(F1、F2、F3),与对照处理的J2线虫Mi-eft2的表达量(F0)相比,分别降低了21%、69%、0.02%。将经过干扰处理的J2线虫和作为对照处理的J2线虫(500头/株)分别接种5株番茄,培养45 d后观察表型。发现干扰处理后J2线虫与对照处理的J2线虫接种番茄后产生的根结数相比较,分别减少了57.09%、68.94%、7.01%。说明Mi-eft2表达的沉默效应会使南方根结线虫对番茄造成的危害程度相应降低,也说明了利用RNAi干扰该基因表达的方法有利于对南方根结线虫病害防治方法的探索。     

麦类等主要作物的miRNA研究进展

microRNA(miRNA)是一类小分子的非编码RNA,可通过对其靶基因mRNA的降解或翻译抑制调控基因表达。目前除对拟南芥、水稻和杨树等模式植物已进行研究之外,对麦类作物的miRNA也进行了初步研究。利用生物信息学预测和小分子RNA测序的方法,目前已克隆了一系列小麦和大麦miRNA,包括物种保守的miRNA及麦类特有的miRNA。靶基因预测及miRNA表达谱分析显示这些麦类miRNA的表达具有时空特异性,可能参与生长发育及胁迫应答的调控。这些数据为进一步研究植物miRNA的进化及麦类miR-NA参与的特异调控功能提供了线索及依据。     

小麦育种技术研究进展

综述常规育种、诱变育种、单倍体育种、远缘杂交育种以及分子设计育种等技术在小麦遗传改良中的应用进展,以期为小麦育种及相关研究提供有益的借鉴。     

小麦梭条花叶病研究进展

小麦梭条花叶病(Wheat spindle streak mosaic,WSSM)是由小麦梭条花叶病毒(Wheat spindlestreak mosaic virus,WSSMV)引起的土传病害,自20世纪末已成为危害我国小麦生产的重要病毒病之一。本文就小麦梭条花叶病毒的鉴定、病害的流行、危害及防治、小麦梭条花叶病抗病鉴定技术和分级标准、小麦抗梭条花叶病遗传资源的发掘与利用、抗病遗传机制和抗病育种等方面的研究进展进行了综述,同时讨论了近年来小麦梭条花叶病研究中存在的问题及今后的研究方向。     

条锈菌诱导下的小麦叶片总RNA提取方法的比较及LD-PCR扩增

为寻找一种既能提取到高质量高产量小麦RNA、又能提取到高质量条锈菌RNA的方法,利用Trizol法、Licl法、SDS法和Bizol法分别从条锈菌诱导的小麦叶片中提取了总RNA,并对Trizol法和Bizol法提取的RNA进行了长距离PCR(LD-PCR)扩增.结果表明,Trizol法、Licl法、SDS法和Bizol法提取的RNA产量(μg/100 mg鲜重叶片)分别为4.72、1.15、1.56、10.43 μg/100 mg,Trizol法和Bizol法提取的RNA产量明显高于Licl法和SDS法.Trizol法提取的RNA合成的cDNA片段大小主要集中在0.25～2.0 kb范围内,而Bizol法提取的RNA合成的cDNA片段大小主要集中在0.5～5.0 kb范围内,Bizol法提取的RNA反转录合成的cDNA质量好于Trizol法.Bizol法同样能提取到高质量的条锈菌RNA,而且提取RNA的成本较低.综合各种因素,Bizol法是条锈菌诱导下的小麦叶片总RNA提取的较理想方法.