Dicer 在 RNA 沉默中的作用

RNA沉默是一种在真核生物中广泛存在的防御机制,它的一个主要作用是抗病毒。为了阐明这个机制,很多植物病毒的功能蛋白都被用来做RNA沉默抑制子的研究。RNA III聚合酶家族的Dicer在基因沉默机制中发挥关键的作用,不同的物种含有不同数量和种类的Dicer,可以将外源的mRNA切割成21-26nt的小片段,从而阻断外源基因的翻译途径,达到基因沉默的目的。病原物在进化的过程中,编码沉默抑制子蛋白,对抗寄主的基因沉默。沉默抑制子通过与寄主的蛋白或外源RNA等互作,抑制寄主的基因沉默。关于Dicer与沉默抑制子的研究将给更好地解析基因沉默机制提供理论基础。     

Dicer在RNA沉默中的作用

RNA沉默是一种在真核生物中广泛存在的防御机制，它的一个主要作用是抗病毒。为了阐明这个机制，很多植物病毒的功能蛋白都被用来做RNA沉默抑制子的研究。RNA III聚合酶家族的Dicer在基因沉默机制中发挥关键的作用，不同的物种含有不同数量和种类的Dicer，可以将外源的mRNA切割成21-26nt的小片段，从而阻断外源基因的翻译途径，达到基因沉默的目的。病原物在进化的过程中，编码沉默抑制子蛋白，对抗寄主的基因沉默。沉默抑制子通过与寄主的蛋白或外源RNA等互作，抑制寄主的基因沉默。关于Dicer与沉默抑制子的研究将给更好地解析基因沉默机制提供理论基础。     

基因沉默技术有望用于ALS治疗

随着神经变性疾病的致病基因和蛋白不断被发现，利用病毒将基因导入体内调节疾病相关基因的功能以达到治疗目的己逐渐成为可能。这种方法尤其适用于治疗肌萎缩侧索硬化症（ALS）。许多家族性ALS是由编码超氧化物歧化酶（SOD1）基因显性突变引起的，理论上可以通过基因沉默的方法治疗。     

引起生物转基因沉默的因素、作用和对策

基因沉默是生物体基因表达调控的一种重要的机制,它具有重要生物学功能,转基因沉默是导致外源基因不能在生物体中正常表大的主要原因,并已成为转基因植物商品化生产的严重阻碍。本文就基因沉默的机制作了简要综述,并对基因沉默在生物生长发育中的作用及如何消除植物中外源因沉默,促使其高效表达的策略进行了初步的探讨。     

烟草CN基因的RNA沉默载体构建与功能分析

黄花烟HZNH是我国特有的地方种质资源,接种烟草花叶病毒(TMV)后表现出超敏反应和系统获得性抗性。目前,已从HZNH中克隆到1个同TMV抗病基因N基因同源的基因,命名为CN基因。为方便利用RNA干扰(RNAinterference,RNAi)技术研究烟草CN基因的功能,构建了用于RNAi的植物转化载体pPZYICN。通过农杆菌介导的叶盘法转化含N基因的烟草Xanthi-nc,获得了32株转基因植株,TMV接种后,转基因Xanthi-nc没有丧失对TMV的抗性,说明CN基因的RNA干扰载体不能沉默N基因的表达,故CN基因可能是HZNH中特有的抗性基因,从而为获得新的烟草抗病基因及抗病品种奠定基础。     

m型硫氧还蛋白对马铃薯Y病毒侵染烟草的影响

为进一步明确病毒与寄主间的相互作用关系,通过同源比对在烟草细胞中克隆到具有m型硫氧还蛋白(m-type thioredoxin)特征的基因,暂命名为Nt Trm。利用原生质体瞬时转化技术、病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)、半定量-PCR以及Northern blot检测技术研究Nt Trm的表达以及Nt Trm表达与PVY积累的关系。结果表明,在PVY接种10 d后红花大金元叶片中Nt Trm表达明显上调;在本氏烟草叶片中Nt Trm下调显著促进了PVY在烟草叶片中的积累;而在烟草原生质体中Nt Trm过量表达则会明显抑制病毒RNA的积累。初步说明烟草细胞内编码m型硫氧还蛋白的基因受PVY侵染而被诱导表达,这类基因的上调表达可能影响PVY在烟草细胞中的侵染。      

转录后基因沉默(PTGS)与烟草抗病毒育种

对转录后基因沉默的特点和发生机制、PTGS与植物病毒抗性等方面进行综述,并在此基础上,就该技术策略应用于烟草抗病毒育种上的可行性进行探讨,并提出相关建议。      

烟草类胡萝卜素异构酶基因的克隆及功能研究

为了进一步研究烟草类胡萝卜素异构酶（Carotenoid isomerase,CRTISO）基因的功能,从普通烟草（Nicotiana tabacum）的cDNA中成功克隆出CRTISO基因编码区（CDS）全长,长度为1716 bp,Blast结果显示与马铃薯（Solanum tuberosum）、番茄（Solanum lycopersicum）的前番茄红素异构酶（Prolycopene isomerase）基因的相似度达93%。将CRTISO基因的部分序列插入烟草脆裂病毒（Tobacco rattle virus,TRV）载体中,构建重组载体pTRV2-CRTISO。通过TRV病毒诱导的基因沉默（Virus induced gene silencing,VIGS）系统抑制本氏烟草（Nicotiana benthamiana）CRTISO基因的表达,同时利用实时荧光定量PCR（Real-time PCR）检测CRTISO下游基因的表达量变化。结果表明,与对照组相比,TRV-CRTISO载体侵染的烟草叶片出现黄色斑点;CRTISO基因的沉默导致下游番茄红素ε环化酶（ε-LCY）、番茄红素β环化酶（β-LCY）和胡萝卜素β-环羟化酶（β-OHase）基因表达量降低。对烟草CRTISO基因功能的研究有助于揭示烟草中类胡萝卜素合成代谢途径的调节机制,为选育优质烟草品种奠定理论基础。      

PVY、CMV双价抗性RNA沉默表达载体的构建

采用RT-PCR方法克隆了PVYCP基因、PVYHC-Pro基因、CMVCP基因和CMV2b基因的保守片段,分别将PVYCP片段和CMV2b片段、PVYHC-Pro片段和CMV2b片段、PVYHC-Pro片段和CMVCP片段连接起来,以此为靶标构建并得到3个RNA沉默表达载体pCAMPb、pCAMHb和pCAMHP。获得的载体可以应用于植物转基因抗病毒育种工程中。     

VIGS诱导GS同工酶基因沉默对烤烟氮代谢的影响

【背景和目的】谷氨酰胺合成酶（GS）是烤烟氮代谢的关键酶,为探究沉默GS同工酶基因对烤烟氮代谢的影响。【方法】采用病毒诱导基因沉默（virus induced gene silencing,VIGS）技术构建GS同工酶基因（NtGS1、NtGS2）瞬时沉默表达载体,测定了烤烟品种中烟100叶片经VIGS处理10 d,20 d和30 d的NtGS1-1、NtGS1-2、NtGS2相对基因表达量和谷氨酰胺合成酶（GS）、硝酸还原酶（NR）活性以及叶片可溶性蛋白、总氮、烟碱含量和烟株生物量。【结果】沉默NtGS1基因的处理对NtGS1-1沉默效率最高为50.4%,对NtGS1-2沉默效率最高为56%,沉默NtGS1和NtGS2基因的处理对NtGS2沉默效率最高为54.9%;沉默NtGS1和NtGS2的烟株叶片重、GS、NR活性、可溶性蛋白、总氮、烟碱含量都显著低于对照。【结论】本研究建立的VIGS体系有效下调了GS同工酶基因的表达,同时沉默NtGS1和NtGS2(TRV::GS1::GS2)可抑制叶片氮素同化利用,降低氮代谢关键酶活性与含氮化合物含量。     

病毒诱导的基因沉默防控烟草马铃薯Y病毒病研究

  背景  病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing,VIGS）是植物抗病毒侵染的一种自然机制。  方法  以马铃薯Y病毒（Potato virus Y,PVY）脉坏死株系（PVYN）的外壳蛋白（coat protein, CP）基因为靶向序列,构建烟草脆裂病毒（Tobacco rattle virus,TRV）介导的基因沉默表达载体pTRV2-CP,转化农杆菌GV3101后,与pTRV1-GV3101混合成TRV: : CP（OD₆₀₀ 0.4~0.6）喷施处理剪叶后的烟苗,测定其侵染效率。人工接种PVY于对照及TRV: : CP处理的烟苗,RT-qPCR检测、表型观察和小区试验评价TRV介导的VIGS体系对PVY侵染的沉默效果。  结果  ① 与TRV: : 00相比,接种PVY 35 d时,TRV: : CP处理的烟株中PVY累积量减少了72.8%;②VIGS表达载体45 d内能有效表达;③温室盆栽和田间小区试验TRV: : CP处理对PVY防治效果分别达到85.12%和73.08%。  结论  研究建立的VIGS体系能够沉默PVY CP基因的表达,有效防治烟草马铃薯Y病毒病,为PVY的防治提供了新的方法。      

Inheritance of suppressors of the drug sensitivity of a NSR1 deleted yeast strain

The NSR1 gene product is involved in ribosomal RNA production and ribosome assembly in Saccharomyces cerevisiae. Yeast strains carrying a deletion of the NSR1 gene have a defect in rRNA processing, an aberrant ribosome profile and are sensitive to the drug paromomycin. This paper reports the isolation and characterization of spontaneous suppressors of the paromomycin sensitivity. Such suppressors could be isolated at very high frequency and do not exhibit straightforward single-gene inheritance patterns. The suppressors are not influenced by non-Mendelian factors such as psi or rho. Through a replacement of chromosomal rDNA with a plasmid rDNA system, I show that suppression of paromomycin sensitivity is mediated by rDNA. Swapping wild-type plasmid rDNA for chromosomal rDNA can reverse the suppression, but the effect does not appear to be due to amplification of rDNA or amplification of a pre-existing mutant rDNA copy.     

大豆抗SCN机制及抗病相关基因研究进展

摘要：大豆胞囊线虫（soybeancystnematode，SCN）引起的病害能给大豆生产造成极大损失。目前在SCN抗性机制研究方面的结果表明，大豆通过分泌一些小分子物质，如防御酶系、酚类代谢物质、植保素等来抑制SCN的发育，是大豆对SCN产生抗病性的一种抗性机制；在抗病相关基因研究方面，大豆中的r恬1和rhg4位点是SCN病最重要的抗性位点，SCN中的果胶酸裂解酶（pel）、抗甜菜线虫同系物GmHs^Ipro-1、效应蛋白30C02、受体激酶GmR—LK18—1是SCN病的抗性的关键基因和蛋白。本文针对大豆抗SCN机制研究及抗病相关基因克隆研究进展进行综述，以期为SCN的抗病分子育种研究提供参考。     

小干扰RNA技术及其介导的转基因食品安全性评价

小干扰RNA(small interfering RNA, siRNA)是一种碱基长度为21～24 bp的双链RNA,其主要生物学功能是参与RNA干扰(RNA interference, RNAi)。RNAi是调节基因表达的一种保守机制,通过靶向降解mRNA或阻止mRNA翻译为蛋白质来实现基因沉默。siRNA的检测方法主要有实时定量聚合酶链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)、转录组学(RNA-seq)、诺瑟杂交(northern blot)、酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immuno sorbent assay, ELISA)、质谱法等,主要以"实质等同性"为原则对转基因农产品进行安全性评价。RNAi在改良农作物的遗传特性、提高农产品的营养价值方面发挥出巨大潜力,目前全球已有43个国家批准了转基因作物的商业化种植。但是,自从转基因食品商业化以来,社会及公众对于其安全性的争论一直在持续。本文介绍了siRNA介导的RNAi的机制、siRNA检测技术、siRNA介导的RNAi转基因食品安全评价的生物学基础及研究进展,旨在为今后评价siRNA介导的RNAi转基因食品的安全性提供理论参考,且为今后转基因农作物的产业化发展奠定基础。     

茉莉酸甲酯的信号分子作用及其在鲜切果蔬中应用的研究进展

茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)作为与损伤相关的植物激素和信号分子,能够激发植物防御基因表达,诱导植物产生化学防御响应。鲜切果蔬受到的人为机械伤害与其他逆境一样,对伤害胁迫具有适应性响应机制,引发Me JA含量增加,进而诱导一系列与抗逆有关的基因表达,增强植物的抗性。本文就茉莉酸甲酯作为信号分子在提高果蔬抗冷性和抗病性,尤其是对鲜切果蔬保鲜和品质控制等方面的研究进展和应用进行了综述。