植物中病毒诱导基因沉默的研究进展

研究表明TGS往往与目的基因启动子的甲基化密切相关,RNA沉默则由目的基因的mRNA特异,挫降解引起。植物体中诱导RNA沉默的外部因素有转基因和病毒。与传统的转基因技术相比,病毒诱导的基因沉默（Virus-induced gene silencing VIGS）是一种瞬时表达体系,能在较短的时间里取得良好的效果,目前被广泛地用来研究植物基因的功能。就VIGS的研究进展做一个比较全面的综述。阐述了DNA和RNA病毒诱导植物基因沉默的机理,同时讨论了利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）鉴定植物基因功能的优缺点和将来的发展趋势。     

用卫星DNA沉默载体研究植物矿质营养相关的基因：以沉默番茄的高铁还原酶基因FR01为例

病毒诱导的基因沉默（VIGS）是近年来发展的一种研究植物基因功能的新技术．至今尚不明确这种新技术是否能够有效地沉默植物根系中与矿质营养相关的基因．本研究中,以根系高铁还原酶基因FR01为例,探讨了一种改进的卫星DNA沉默载体（DNAmβ）在研究与根系矿质营养相关的基因功能中的适用性．将番茄的铁还原酶基因FRO1的cDNA片段插入到DNAmβ载体中,构建了FRO1基因的沉默载体,并利用农杆菌介导法和辅助病毒中国番茄黄化曲叶病毒一起接种番茄．结果表明,缺铁番茄根系的FROImRNA水平显著降低,同时,铁还原酶活性也明显降低,上述结果证明了VIGS技术可以用来研究植物根系中与矿质营养相关的基因功能。     

植物基因功能鉴定新工具--病毒诱导基因沉默技术的研究进展

病毒诱导基因沉默（Virus—induced gene silencing,VIGS）技术是指带一段靶基因序列的VIGS重组病毒侵染植物、引起植物同源基因沉默与表型变异,进而通过表型变异进行基因功能分析的方法,是近年发展起来的从反向遗传学方向快速鉴定植物基因功能的技术,是转录后基因沉默机制的一种表现。①VIGS的分子机制,涉厦基因沉默的起始、维持和信号放大、传播共3个阶段;②VIGS技术、栽体与方法学的发展;③VIGS作为基因功能研究的优越性,如不必进行转基因、操作方法简便、获得结果快速等;④应用VIGS对植物抗病途径、代谢与发育调控中参与基因功能进行研究的概况。同时。展望了VIGS技术作为植物功能基因组学功能分析的高通量技术平台的美好前景。     

植物生理与分子生物学

主要从病毒诱导的基因沉默体系中植物与病毒的相互作用、VIGS涉及的信号分子和移动方式以及靶基因的沉默和病毒载体的复制关系介绍和分析植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制,并进一步分析此种体系在植物基因功能研究中应用的研究进展。     

植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制

主要从病毒诱导的基因沉默体系中植物与病毒的相互作用、VIGS涉及的信号分子和移动方式以及靶基因的沉默和病毒载体的复制关系介绍和分析植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制,并进一步分析此种体系在植物基因功能研究中应用的研究进展。     

病毒诱导的基因沉默及其在植物功能基因组研究中的应用

病毒诱导的基因沉默已成为研究植物功能基因组的重要工具. VIGS 体系因其方法简便、周期性短以及避免植物转化等诸多优点, 已在利用正向遗传学和反向遗传学寻找和鉴定基因功能方面发挥了日益重要的作用. 越来越多的植物病毒被改造成为VIGS 载体, 并已在植物发育、生物逆境、非生物逆境、细胞代谢、信号传导等基因功能研究方面得到了应用. 本文围绕VIGS的发展以及在植物功能基因鉴定中的应用及前景提出了展望.     

VIGS技术在甜菜上的应用

病毒诱导基因沉默(VIGS)是一种应用于研究植物基因功能的反向遗传学手段。相对于基因敲除及转基因等方法,它具有时间短、成本低、高通量等优点。随着甜菜全基因组的测序完成,为尽早对大量序列信息进行注释和功能鉴定,急需建立甜菜VIGS体系。本文采用目前应用最广泛的烟草脆裂病毒载体在农杆菌的介导下侵染甜菜幼苗叶片,同时设立对照。提取甜菜幼苗叶片总RNA,并反转录成c DNA,设计特异引物进行RT-PCR检测。结果表明:在侵染植株上检测到了烟草脆裂病毒特异条带,证明该病毒可以对甜菜进行侵染,这一结果为下一步建立甜菜VIGS体系奠定了基础。     

基因功能研究工具VIGS在植物中的应用

病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)是一种根据植物反抗病毒入侵机制而开发的RNA沉默技术。它利用病毒载体携带目的基因片段在寄主体内产生双链RNA从而诱导目的基因沉默。该技术的应用依赖于植物体内发生的精密且有效的分子调控网络与合适的侵染条件。相较于其他的植物诱变技术,VIGS有着其独特的优势,目前不仅在模式植物中有所应用,而且在诸多其他的单子叶及双子叶植物中也有报道。此外,随着新的载体系统、侵染条件与检测手段等不断出现,VIGS技术越来越多的特点被大家发现,并成为基因功能研究的得力工具。     

酿酒酵母中双链RNA介导基因沉默技术研究GRE3基因表达抑制

RNA沉默技术作为探索基因功能的实验手段应用于多种生物. 以编码酿酒酵母NADPH依赖型醛糖还原酶的GRE3基因为对象，检测酿酒酵母双链RNA介导的基因沉默效应. 以pESC-LEU为骨架，构建重组质粒psiLENT-GRE3并用于转化酿酒酵母YPH499. 用RT-PCR检测到诱导1 kb RNA双螺旋和136 bp loop结构引起的GRE3基因表达下调. 结果表明，双链RNA介导的基因沉默技术，能够用作降低酿酒酵母某一特定基因表达水平的工具. 并有助于理解芽殖酵母的RNA干扰现象.     

烟草脆裂病毒诱导的基因沉默在植物基因功能研究中的应用

烟草脆裂病毒(tobaccorattlevirus,TRV)是一类应用比较广泛而且效率和持久性较好的病毒载体,能够介导基因沉默同时不会带来病毒诱导的症状。改造后的病毒能够促进非病毒序列的插入以及对植物的后续感染,也可以鉴定宿主植物生长点的基因,因此TRV在植物基因功能鉴定中具有广泛的应用。该文介绍TRV沉默载体的构建、诱导基因沉默原理、在植物基因功能研究中的应用以及优缺点。     

植物病毒诱导的基因沉默在基因功能研究中的应用

传统的植物遗传转化方法周期长、工作量大、过程繁琐,不利于基因功能的快速高通量鉴定．近年来随着基因沉默机制研究的深入和不断发展,利用病毒诱导的基因沉默(Virus induced gene silencing,VIGS)进行植物功能基因组研究作为一种快速、高通量的反向遗传学工具已被广泛应用在烟草、马铃薯、番茄等植物中, 在大规模的植物基因组功能鉴定中展示了广阔的应用前景．综述了 VIGS 的作用机制、植物病毒栽体、转化方法以及在植物基因功能研究等方面的应用及前景．     

A dual gene‐silencing vector system for monocot and dicot plants

Plant virus‐based gene‐silencing vectors have been extensively and successfully used to elucidate functional genomics in plants. However, only limited virus‐induced gene‐silencing (VIGS) vectors can be used in both monocot and dicot plants. Here, we established a dual gene‐silencing vector system based on Bamboo mosaic virus (BaMV) and its satellite RNA (satBaMV). Both BaMV and satBaMV vectors could effectively silence endogenous genes in Nicotiana benthamiana and Brachypodium distachyon. The satBaMV vector could also silence the green fluorescent protein (GFP) transgene in GFP transgenic N. benthamiana. GFP transgenic plants co‐agro‐inoculated with BaMV and satBaMV vectors carrying sulphur and GFP genes, respectively, could simultaneously silence both genes. Moreover, the silenced plants could still survive with the silencing of genes essential for plant development such as heat‐shock protein 90 (Hsp90) and Hsp70. In addition, the satBaMV‐ but not BaMV‐based vector could enhance gene‐silencing efficiency in newly emerging leaves of N. benthamiana deficient in RNA‐dependant RNA polymerase 6. The dual gene‐silencing vector system of BaMV and satBaMV provides a novel tool for comparative functional studies in monocot and dicot plants.     

Tobraviruses—plant pathogens and tools for biotechnology

The tobraviruses, Tobacco rattle virus (TRV), Pea early‐browning virus (PEBV) and Pepper ringspot virus (PepRSV), are positive‐strand RNA viruses with rod‐shaped virus particles that are transmitted between plants by trichodorid nematodes. As a group, these viruses infect many plant species, with TRV having the widest host range. Recent studies have begun to dissect the interaction of TRV with potato, currently the most commercially important crop disease caused by any of the tobraviruses. As well as being successful plant pathogens, these viruses have become widely used as vectors for expression in plants of nonviral proteins or, more frequently, as initiators of virus‐induced gene silencing (VIGS). Precisely why tobraviruses should be so effective as VIGS vectors is not known; however, molecular studies of the mode of action of the tobravirus silencing suppressor protein are shedding some light on this process.     

Virus-induced gene silencing in plants

Virus-induced gene silencing (VIGS) is a technology that exploits an RNA-mediated antiviral defense mechanism. In plants infected with unmodified viruses the mechanism is specifically targeted against the viral genome. However, with virus vectors carrying inserts derived from host genes the process can be additionally targeted against the corresponding mRNAs. VIGS has been used widely in plants for analysis of gene function and has been adapted for high-throughput functional genomics. Until now most applications of VIGS have been in Nicotiana benthamiana. However, new vector systems and methods are being developed that could be used in other plants, including Arabidopsis. Here we discuss practical and theoretical issues that are specific to VIGS rather than other gene "knock down" or "knockout" approaches to gene function. We also describe currently used protocols that have allowed us to apply VIGS to the identification of genes required for disease resistance in plants. These methods and the underlying general principles also apply when VIGS is used in the analysis of other aspects of plant biology.