植物抗病毒分子机制

在与植物病毒的长期斗争中,植物进化出多种抗病毒机制,其中RNA沉默和R基因介导的病毒抗性是最受人们关注的两种机制.一方面,RNA沉默是植物抵抗病毒侵染的重要手段.植物在病毒侵染过程中可形成病毒来源的双链RNA,经过DCL蛋白的切割、加工形成sRNA,与AGO蛋白结合形成RISC指导病毒RNA的沉默,用于清除病毒.相应地,病毒在与植物的竞争中进化出RNA沉默抑制子,抑制宿主RNA沉默系统以逃避宿主RNA沉默抗病毒反应,增强致病能力.另一方面,植物也进化出R基因介导植物对包括病毒在内的多类病原的抗性.R蛋白直接或间接识别病毒因子,通过一系列的信号转导途径激活植物防御反应,限制病毒的进一步侵染.对植物抗病毒的研究有助于人们对植物抗病分子基础的理解,有重要的科学意义和潜在应用价值.本文综述了植物抗病毒分子机制的重要进展.     

RNA沉默在植物生物逆境反应中的作用

RNA沉默是真核生物共有的基因表达调节机制和防御机制。在植物RNA沉默中, 一些小RNAs, 如微小 RNAs和小干扰RNAs, 在植物防御病毒、细菌或食草动物的反应中具有重要作用。为了抑制宿主的RNA沉默系统, 植物病毒或细菌进化出了在RNA沉默不同阶段起作用的病毒沉默抑制子或细菌沉默抑制子, 来克服寄主的RNA沉默反应。文章就植物RNA沉默、病毒沉默抑制子、细菌沉默抑制子及其相关防御反应的一些新进展做一概述。     

植物病毒沉默抑制因子研究进展

RNA沉默是广泛存在于真菌、动物和植物中的一种特异序列降解机制.在植物中,RNA沉默是一种抵抗外界植物病毒入侵的自然机制.但是,植物病毒通常也会采取编码沉默抑制因子的相应机制来抵抗基因沉默,以便能够入侵植物.论述了主要沉默抑制因子的机制、特点和相关确认沉默抑制因子实验,并对沉默抑制因子的研究前景进行了展望.     

RNA 沉默的病毒抑制子

RNA 沉默是一种在真核生物体内普遍保守的、通过核酸序列特异性的相互作用来抑制基因表达的调控机制 . RNA 沉默的一种重要生物学效应是防御病毒的侵染,而针对寄主的这种防御机制,许多植物病毒已演化通过编码 RNA 沉默的抑制子来克服这种防御反应 . 目前,已从植物、动物和人类病毒中鉴定了 20 多种 RNA 沉默的抑制子,围绕抑制子的鉴定和作用机理研究已成为病毒学研究的一个热点 . 对 RNA 沉默抑制子的发现、鉴定方法、作用机理及与病毒病症状形成的关系、动物病毒的沉默抑制子等方面的最新进展做了综述,并对沉默抑制子的应用和存在的问题进行了讨论 .     

昆虫RNA沉默抗病毒机制研究进展

RNA沉默是昆虫用来抵御病毒入侵的一种普遍而又进化保守的防御机制, 而昆虫病毒也会相应地编码沉默抑制子来破坏宿主的防御功能。本文主要结合果蝇的相关研究成果对昆虫RNA沉默抗病毒机制、 RNA沉默抑制子的作用特征及宿主与病毒的共进化关系做一综述。研究表明, 由小干扰RNA (small interfering RNAs, siRNA)介导的RNA干扰在果蝇抗病毒防御机制中发挥重要作用。果蝇中Dicer-2（Dcr-2）, argonaute-2（AGO2）和双链RNA结合蛋白R2D2是siRNA干扰途径中的3个关键组分, 这3个基因的缺失或突变会显著提高果蝇对RNA病毒的感受性。此外, 果蝇中还鉴定了其他与RNA干扰密切相关的基因, 如vasa intronic gene, aubergine, armitage, rm62 和piwi, 它们在抗病毒感染中同样发挥重要作用。果蝇病毒中已鉴定出3种RNA沉默病毒抑制子（viral suppressors of RNAi, VSRs）, 分别为果蝇FHV病毒沉默抑制子FHV-B2、 果蝇C病毒沉默抑制子DCV-1A及果蝇CrPV病毒沉默抑制子CrPV-1A。FHV-B2和DCV-1A通过与dsRNA或siRNA结合抑制RNA沉默, 而CrPV-1A通过与AGO2结合阻止RISC的形成抑制RNA沉默。在漫长的进化过程中, 病毒和宿主相互博弈, 协同进化。昆虫抗病毒沉默途径中的关键组分通过保持持续和快速进化来对抗高度变异的VSRs。     

植物中病毒来源的小RNA介导的RNA沉默

植物RNA 沉默机制的主要功能之一是具有抗病毒作用. 在被病毒侵染的宿主细胞中发现的病毒来源的小RNA表明, 宿主的RNA沉默机制可以靶向病毒RNA. 随着vsiRNAs 高通量测序技术的发展, 近年来的遗传学研究揭示了vsiRNAs 的起源和组成以及它们调控基因表达的潜在功能. 本文简述了vsiRNAs 的起源和生物合成过程, 并着重围绕在抗病毒过程中vsiRNAs 介导的对病毒基因组和宿主转录本的RNA 沉默现象进行综述, 以更好地理解植物中vsiRNAs 在病毒致病性以及和宿主互作中的作用机制.     

水稻瘤矮病毒S12编码第2个RNA沉默抑制子

RNA沉默是一种保守而普遍存在于真核生物体内用于调控基因表达和发育的一种机制,也是植物抵抗病毒侵染和转录的一种防御机制.作为一种反防御机制,许多植物病毒编码沉默抑制子.本研究利用农杆菌共浸润的方法发现,RGDV基因组S12片段编码的Pns12蛋白是该病毒的第2个RNA沉默抑制因子.Pns12能够抑制正义链RNA诱发的局...     

RNA沉默技术及其在烟草抗病毒研究中的应用

RNA沉默技术是一项基因沉默新技术。在抗病毒研究中,人为地将与病毒或宿主基因（宿主基因编码的蛋白质对病毒很重要而对宿主本身作用很小或不起作用）同源的双链RNA（double strand RNA,dsRNA）导入生物体内,引起与其同源的基因发生沉默,从而抑制病毒复制,达到抗病毒的目的。因此,RNA沉默技术技术在抗病毒研究中倍受关注,并取得了显著成绩。主要对RNA沉默技术的相关知识及其在烟草抗病毒中的应用进展作一综述。     

双链RNA和植物对病毒的抗性

双链RNA能诱导转录后的基因沉默,是生物抵御病毒入侵、维持自身基因稳定的一种自我保护机制.把源自病毒的基因构建成反向重复结构转入植物体内,其转录出的RNA会通过分子内序列互补形成双链,将入侵病毒的同源序列降解,使转基因植株获得对病毒的高抗性.RNA干扰型抗病毒转基因植株中,转病毒基因的mRNA不存在或存在量很少,也不会翻译成有功能的病毒蛋白,因此不存在病毒RNA重组、异源包装及协生作用的潜在风险,具有较高的生物安全性.双链RNA抗病毒转基因正在成为一种高效、安全的植物抗病毒策略.     

转录后基因沉默及植物病毒对它的抑制

转录后基因沉默是发生在细胞质中同源依赖的特定mRNA降解过程,也是生物体天然存在的对抗外源核酸(包括转基因、病毒)入侵的防御机制。概述转录后基因沉默的机制及双链RNA、21～25nt小RNA和RNA依赖的RNA聚合酶在其中的重要作用,以及抑制PTGS的植物病毒抑制子方面的研究进展。     

植物病毒基因沉默抑制子研究进展

RNAi普遍存在于真核生物中,是植物应对外来病毒入侵的一种防御机制。但是植物病毒能通过产生不同的抑制子蛋白来抑制寄主基因沉默的发生。病毒抑制子通过干扰基因沉默的起始、siRNA的积累或干扰系统性基因沉默等方式抑制寄主的基因沉默。有的病毒抑制子蛋白还能促进病毒的积累和胞间移动,加强侵染组织的病毒病症状表现。主要阐述了RNAi的机制、病毒抑制PTGS的作用方式、几种常见的沉默抑制子以及抑制子与病毒侵染的关系。     

植物RNA沉默抗病机制与应用研究进展

RNA沉默是真核生物基因表达调控的保守机制,在植物生长发育以及响应生物和非生物胁迫过程中发挥着非常重要的作用。跨界RNA沉默与种间RNA沉默为开发基于RNA沉默的作物病害防控体系提供了理论基础。本文概括了植物RNA沉默保守途径,归纳了RNA沉默在植物-病原互作研究中的代表性研究,阐述了基于RNA沉默开发的宿主诱导基因沉默、喷施诱导基因沉默和微生物诱导基因沉默技术的原理,以及应用研究现状,以期为开发基于RNA沉默的新型作物病害防控技术提供参考。     

布尼亚病毒NSs蛋白与RNA沉默机制

布尼亚病毒科含5个属, 350多种病毒, 寄主范围包括植物、动物和人类, 主要通过节肢动物传播（仅有汉坦病毒属通过啮齿动物传播）, 其中大部分病毒危害严重, 影响农业生产, 威胁人类和动物健康, 造成重大经济损失。NSs蛋白是布尼亚病毒S RNA编码的非结构蛋白质, 可以抑制RNA沉默, 在侵染介体和寄主的过程中起时发挥重要作用。在植物寄主中, NSs蛋白通过与病毒dsRNA结合、抑制dsRNA次生扩增、长距离传播等机制抑制RNA沉默; 在动物、人类寄主以及传播介体中, 多种证据表明, NSs蛋白也能抑制RNA沉默。RNA沉默是植物和节肢动物中主要的抗病毒机制之一, NSs蛋白抑制RNA沉默对于病毒成功侵染寄主或传播介体非常重要。本文就近年来NSs蛋白在抑制RNA沉默方面的研究做一综述。     

RNA沉默与植物病毒

植物中RNA沉默（RNAsilencing)亦称为转录后基因沉默（PTGS）或共抑制,是植物抵抗外来核酸（转座子、转基因或病毒）入侵,并保护自身基因组完整性的一种防御机制。RNA沉默是近十年来发现的植物界中普遍存在的现象,已成为植物分子生物学领域的一个新的研究方向。对RNA沉默特点和机制的研究表明,植物病毒与（转基因）植物内发生的RNA沉默有着密切的联系,作者从病毒对RNA沉默的诱导、抑制、防御等方面,简述了RNA沉默与病毒的关系。并对病毒载体所诱导的RNA沉默在植物发育和基因组功能分析等方面的应用价值进行了讨论。     

植物病毒适应性机制研究进展

植物病毒是一类专性寄生生物,其生存和繁衍依赖于宿主植物和传播介体.植物病毒通过适应性进化来对抗宿主的防御系统,响应环境的变化,确保病毒的顺利传播和扩大种群数量,其适应性机制的研究不仅有助于我们对病毒的变异和进化、病毒与宿主及传播介体间的互作有更深刻的理解,更重要的是为植物病毒病的防治提供了新的思路和途径.主要从RNA沉默抑制子、快速进化、病毒的传播3个方面,就近年来在植物病毒适应性机制研究领域的一些进展进行概述.     

RNAi技术及在植物抗病毒研究中的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术是一项基因沉默新技术,在抗病毒研究中,人为地将与病毒或宿主基因(宿主基因编码的蛋白质对病毒很重要而对宿主本身作用很小或不起作用)同源的双链RNA(double strand RNA,dsRNA)导入生物体内,引起与其同源的基因发生沉默,从而抑制病毒复制,达到抗病毒的目的。因此RNAi技术在抗病毒研究中倍受关注,并取得了显著成绩。主要对RNAi技术的相关知识以及在植物抗病毒中的应用进展作一综述。     

抑制RNA沉默现象的机理及其在生物医学领域内的应用

RNA沉默在机体防御病毒入侵和调控基因表达中发挥着重要的作用,目前已成为一种有效的工具应用于基因功能研究和疾病治疗等领域.RNA沉默现象普遍存在于真核细胞中,然而在宿主与病毒漫长的进化过程中,病毒已经演化出一系列逃逸或抑制RNA沉默作用的方法和途径,使RNA沉默效果显著降低,另一方面,哺乳动物体细胞自身也存在调节RNA沉默功能从而使生命活动的调节更加精细完善.为了使RNA沉默发挥它的潜在效应,人们设计出一系列的策略针对抑制RNA沉默效应以达到弱化抑制的目的.全面总结抑制RNA沉默机制及其应用,从而使人们充分认识到使用RNA沉默技术时应考虑到存在的不利因素.     

病毒诱导的基因沉默及其在植物基因功能研究中的应用

RNA介导的基因沉默是近年来在生物体中发现的一种基于核酸水平高度保守的特异性降解机制.病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing, VIGS）是指携带植物功能基因cDNA的病毒在侵染植物体后,可诱导植物发生基因沉默而出现表型突变,进而可以研究该目的基因功能.至今,已经建立了以RNA病毒、DNA病毒、卫星病毒和DNA卫星分子为载体的VIGS体系,这些病毒载体能在多种寄主植物（包括拟南芥、番茄和大麦）上有效抑制功能基因的表达.VIGS已开始应用于N基因和Pto基因介导的抗性信号途径中关键基因的功能研究、抗病毒相关的寄主因子研究以及植物代谢和发育调控研究.在当前植物基因组或EST序列大量测定的情况下,VIGS为植物基因功能鉴定提供了有效的技术平台.     

RNA干扰与植物抗病毒

RNA干扰是多种生物体内由双链RNA介导的同源mRNA降解现象,是植物体内天然的抗病毒机制。然而病毒在长期进化过程中也获得了通过编码沉默抑制蛋白来对抗植物体RNAi系统的能力。本文对RNA干扰过程、病毒编码的沉默抑制蛋白及利用干扰技术进行抗病毒基因工程研究进行简要综述。     

RNA:诱导基因沉默

在生物体中 ,双链RNA (double strandRNA ,dsRNA)裂解后的小RNA可以诱导细胞质和基因组水平外源基因沉默。所谓基因沉默 (genesilencing)是指生物体中特定基因由于种种原因不表达。小RNA能诱导互补信使RNA在转录后降解 ,对于植物 ,可通过同源DNA序列甲基化使转录基因沉默。RNA沉默是基因组水平的免疫现象 ,代表了进化过程中原始的基因组对抗外源基因序列表达的保护机制 ,在动植物进化中起着重要作用 ,RNA沉默具有抵抗病毒入侵、抑制转座子活动、防止自私基因序列的过量增殖等作用 ,并调控蛋白编码基因的表达 ,具有十分诱人的应用前景