植物RNAi的特点及其应用研究进展

RNAi是真核生物中普遍存在的抵抗病毒复制表达、抑制转座子转座及调控基因表达的监控机制.清楚植物体内的RNAi途径,将对认识植物基因组功能和转基因研究工作具有积极意义.就国内外与植物RNAi有关的研究作了综述,重点介绍了植物RNAi特征和该技术在植物基因工程中的应用.     

基于RNAi技术的转基因植物监管现状及其面临的育种领域的挑战

RNA干扰（RNA interference,RNAi）在植物、动物和真菌的生长、发育、病毒防御和转座子失活中起着至关重要的作用。目前已成功利用RNAi技术培育出抗病虫和品质改良等具有优良性状的生物技术产品,为农业绿色发展提供了强有力的支撑。然而,目前RNAi的相关机制尚未完全明确,基于RNAi技术的转基因植物面临着一些亟待解决的问题,同时,对于RNAi转基因植物应用的安全高效监管也需进一步完善。基于此,对RNAi转基因植物的监管现状及其面临的育种上的挑战进行了综述,并对存在的问题提出了解决建议,以期为RNAi技术进一步应用于农业植物改良育种提供新思路,并为其监管评价提供依据。     

植物介导的害虫RNA干扰

摘要: 应用植物介导的昆虫RNAi进行害虫防治近10年来受到了广泛的关注,其作用机理包括两个阶段,首先是害虫靶标基因dsRNA在植物体内的表达、运输和贮存,然后是害虫取食该植物后,dsRNA特异性抑制害虫体内靶标基因的表达。目前,植物介导的昆虫RNAi主要针对鳞翅目、鞘翅目和同翅目害虫,可以引起害虫生长发育的异常,导致死亡/繁殖力下降,甚至影响到其子代的生长。影响植物介导昆虫RNAi效率的因素主要包括害虫靶标基因的选择、dsRNA靶定位点及长度、植物表达dsRNA载体的结构和转基因植物的遗传转化方式等。植物介导昆虫RNAi防治害虫的策略也面临着潜在的安全性问题,如转基因植物安全性和RNAi潜在脱靶性等。随着植物介导昆虫RNAi技术的成熟,该方法有望成为害虫防治的新策略。     

植物系统性RNAi的研究进展

RNAi作为反向遗传学手段,以其序列特异性、高效性等特点,在植物基因功能验证、抗病和品种改良等方面发挥了积极作用,RNAi的系统性也同时受到研究者的广泛关注.系统性RNAi(systemic RNA in-terference)传统定义是指沉默信号从一个细胞或一种组织,传递到另外的细胞或同一个体的另外组织中去的现象.本文主要综述植物基因工程研究中应用系统性RNAi技术的研究现状,总结了植物系统性RNAi的特征及沉默效应的抑制.对植物系统性RNAi的研究方法与应用,特别是在植物抗性研究和遗传改良等方面作了重点介绍,并分析了技术存在的限制因素.     

基于RNAi技术的转基因植物研究进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指由双链RNA（double-stranded RNA,dsRNA）诱发同源mRNA高效特异性降解的现象,在真核生物中普遍存在且进化保守。RNAi技术作为21世纪初的重大科学成就,目前被广泛应用于疾病防治、基因功能研究、植物改良育种等领域。RNAi技术常与转基因技术结合用于植物改良育种,通过不同的载体设计或作用途径来研发满足生产需要的农业生物技术产品。为了明确现阶段基于RNAi技术的转基因植物育种技术进展,综述了RNAi现象的发现和作用机制、转基因载体设计、小RNA（small RNA,sRNA）的递送方式等方面的研究进展,并阐述了基于RNAi技术的转基因植物的研究实例和商业化情况,以期为相关研究提供参考,从而发挥RNAi技术的最大应用价值,使之服务于新时代的农业发展。     

干扰RNA（RNAi）作用机理及其在植物细胞工程中的应用进展

随着RNAi调控目的基因表达机理的逐渐深入研究,RNAi技术也发展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。目前在植物中至少发现存在三种不同的RNAi途径,这些途径中基因沉默信号可以放大、传递和自我调控。为了建立高效、经济的RNAi技术体系,必须解决以下几个问题：即RNAi的有效传递,稳定性的提高,非目标效应出现的减小以及目标RNA敏感位点的确定等。本文综述了RNAi作用机制以及其在植物细胞工程中的最新应用进展,并详细探讨了其技术体系。     

RNAi技术及在植物功能基因组研究中的应用

RNAi,即RNA干扰,是通过外源或内源性的双链RNA在细胞内诱导同源序列的基因表达受抑的现象,自RNAi现象在上世纪90年代中期被发现以来,它就被利用到基因组功能的分析研究之中,成为分子生物学研究的热点。本文简要阐述了RNAi的作用机制,并通过将RNAi方法与其他功能基因组研究方法的对比,阐述了RNAi作为高通量植物功能基因组研究方法的优点,同时综述了利用RNAi技术在植物功能基因组研究中的应用进展。     

利用RNAi技术大规模分析基因功能的研究

将双链RNA导入细胞内会干扰与之同源的基因的表达 ,使生物体产生相应的功能缺陷表型 ,这种作用称为RNAi(RNAinterference)。针对人类、植物、微生物等大规模基因组测序后所面临的功能鉴定难题 ,着重探讨了RNAi的机制及其研究进展。复合物RISC和酶Dicer的发现揭示了RNAi导致同源基因沉默的作用机理。通过使用RNAi这种反向遗传学工具可使生物体产生相应的功能缺陷表型 ,从而确定未知基因的功能。因此RNAi对大规模分析动、植物基因功能的研究具有重要的作用。     

利用RNAi技术大规模分析基因功能的研究

将双链RNA导入细胞内会干扰与之同源的基因的表达,使生物体产生相应的功能缺陷表型,这种作用称为RNAi（RNA interference）。针对人类、植物、微生物等大规模基因组测序后所面临的功能鉴定难题,着重探讨了RNAi的机制及其研究进展。复合物RISC和酶Dicer的发现揭示了RNAi导致同源基因沉默的作用机理。通过使用RNAi这种反向遗传学工具可使生物体产生相应的功能缺陷表型,从而确定未知基因的功能。因此RNAi对大规模分析动、植物基因功能的研究具有重要的作用。     

系统RNA干扰及在昆虫中的应用

系统性是RNA干扰(RNA interference,RNAi)在植物和线虫中的一个重要特性,即RNAi沉默信号可以在细胞和组织间进行传递,近年来研究发现某些昆虫中也存在系统RNAi现象.RNAi技术对很多领域的发展具有重要的促进作用,包括功能基因组学和害虫防治等领域.综述线虫,昆虫的系统性RNAi研究概况以及RNAi在昆虫领域的应用现状,并展望其应用前景.     

Adenovirus VA1 noncoding RNA can inhibit small interfering RNA and MicroRNA biogenesis

Although inhibition of RNA interference (RNAi) by plant virus proteins has been shown to enhance viral replication and pathogenesis in plants, no viral gene product has as yet been shown to inhibit RNAi in vertebrate cells. Here, we present evidence demonstrating that the highly structured approximately 160-nucleotide adenoviral VA1 noncoding RNA can inhibit RNAi at physiological levels of expression. VA1, which is expressed at very high levels in adenovirus-infected cells, potently inhibited RNAi induced by short hairpin RNAs (shRNAs) or human microRNA precursors but did not affect RNAi induced by artificial short interfering RNA duplexes. Inhibition appeared to be due both to inhibition of nuclear export of shRNA or premicro-RNA precursors, competition for the Exportin 5 nuclear export factor, and inhibition of Dicer function by direct binding of Dicer. Together, these data argue that adenovirus infection can result in inhibition of RNAi and identify VA1 RNA as the first viral gene product able to inhibit RNAi in human cells.     

RNA干扰与技术

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是由双链RNA诱导的、序列特异的基因沉默机制。它是自然存在于植物、线虫和果蝇中抵抗外来基因(包括病毒、转座子)入侵的方式。在哺乳动物细胞中,能够人工诱导RNA干扰,沉默有同源序列基因表达。这一新技术具有特异性、高效性。因此,正被用来研究人类基因组的功能、肿瘤和抗病毒感染等。     

RNAi suppressors encoded by pathogenic human viruses

RNA silencing or RNAi interference (RNAi) serves as an innate antiviral mechanism in plants, fungi and animals. Human viruses, like plant viruses, encode suppressor proteins or RNAs that block or modulate the RNAi pathway. This review summarizes the mechanisms by which pathogenic human viruses affect the RNAi pathway. Furthermore, some applications of the viral RNAi suppressor functions and the consequences for antiviral therapeutic strategies that are based on RNAi are discussed.     

The interplay between virus infection and the cellular RNA interference machinery

RNA interference (RNAi) plays a pivotal role in the regulation of gene expression to control cell development and differentiation. In plants, insects and nematodes RNAi also functions as an innate defence response against viruses. Similarly, there is accumulating evidence that RNAi functions as an antiviral defence mechanism in mammalian cells. Viruses have evolved highly sophisticated mechanisms for interacting with the host cell machinery, and recent evidence indicates that this also involves RNAi pathways. The cellular RNAi machinery can inhibit virus replication, but viruses may also exploit the RNAi machinery for their own replication. In addition, viruses can encode proteins or RNA molecules that suppress existing RNAi pathways or trigger the silencing of specific host genes. Besides the natural interplay between RNAi and viruses, induced RNAi provides an attractive therapy approach for the fight against human pathogenic viruses. Here, we summarize the latest news on virus-RNAi interactions and RNAi based antiviral therapy.     

RNA干扰抗病毒感染

RNA干扰是由双链RNA诱导的、关闭同源序列基因表达的机制。它是一种自然存在于植物、线虫、果蝇等真核细胞生物中的抵抗病毒感染方式。随着在哺乳动物细胞培养中成功地诱导RNA干扰,利用RNA干扰预防、治疗病毒感染已成为新的研究热点,并取得了有希望的成果。在未来,有望成为抗病毒感染的有效方法。     

Using RNAi to improve plant nutritional value: from mechanism to application

RNA interference (RNAi) is an ancient mechanism of gene suppression, whose machinery and biological functions are only partially understood. Intensive studies have focused on developing RNAi technologies for treating human diseases and for improving plant traits. Yet application of RNAi to improving the nutritional value of plants for human and animal nutrition, and development of the related RNAi technologies are still in their infancy. Here we discuss current knowledge of plant RNAi function, as well as concepts and strategies for the improvement of plant nutritional value through the development of plant RNAi technologies.     

RNA干扰作用(RNAi)研究进展

RNA干扰作用 (RNAi)是生物界一种古老而且进化上高度保守的现象 ,是基因转录后沉默作用 (PTGS)的重要机制之一 .RNAi主要通过dsRNA被核酸酶切割成 2 1～ 2 5nt的干扰性小RNA即siRNA ,由siRNA介导识别并靶向切割同源性靶mRNA分子而实现 .RNAi要有多种蛋白因子以及ATP参与 ,而且具有生物催化反应特征 .RNAi是新发现的一种通过dsRNA介导的特异性高效抑制基因表达途径 ,在后基因组时代的基因功能研究和药物开发中具有广阔应用前景     

New wind in the sails: improving the agronomic value of crop plants through RNAi‐mediated gene silencing

RNA interference (RNAi) has emerged as a powerful genetic tool for scientific research over the past several years. It has been utilized not only in fundamental research for the assessment of gene function, but also in various fields of applied research, such as human and veterinary medicine and agriculture. In plants, RNAi strategies have the potential to allow manipulation of various aspects of food quality and nutritional content. In addition, the demonstration that agricultural pests, such as insects and nematodes, can be killed by exogenously supplied RNAi targeting their essential genes has raised the possibility that plant predation can be controlled by lethal RNAi signals generated in planta. Indeed, recent evidence argues that this strategy, called host‐induced gene silencing (HIGS), is effective against sucking insects and nematodes; it also has been shown to compromise the growth and development of pathogenic fungi, as well as bacteria and viruses, on their plant hosts. Here, we review recent studies that reveal the enormous potential RNAi strategies hold not only for improving the nutritive value and safety of the food supply, but also for providing an environmentally friendly mechanism for plant protection.