黄瓜花叶病毒（CMV）运动蛋白基因介导的抗病性

利用Ｆｎｙ＿ＣＭＶ株系ＲＮＡ３ｃＤＮＡ克隆,构建了含有全长和编码区缺失５０１个核苷酸的运动蛋白（ＭＰ）基因植物表达载体ｐＢＭＰＲ和ｐＢＭＰＫ。在土壤农杆菌（Ａｇｒｏｂａｃｔｅｒｉｕｍｔｕｍｅｆａｃｉｅｎｓ（ＳｍｉｔｈｅｔＴｏｗｎｓｅｎｄ）Ｃｏｎｎ）ＬＢＡ４４０４介导下转化烟草（ＮｉｃｏｔｉａｎａｔａｂａｃｕｍＬ．）品种“ＮＣ８９”,分别经Ｓｏｕｔｈｅｒｎｂｌｏｔｉｎｇ、ＲＴ＿ＰＣＲ或Ｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔｉｎｇ分析,外源基因已整合到再生植株中并得到表达。抗病性分析表明,含有缺失型ＭＰ基因的Ｒ０代转基因植株抗性较好,接种５０ｄ后,１０株转化植株中仍有５株不表现症状。在自然发病条件下,这５个含有缺失型ＭＰ基因转基因株系在Ｒ１代都表现了一定的抗病性。抗性主要表现为症状出现推迟,严重度减轻。利用ＰＣＲ筛选、种子卡那霉素抗性试验和温室抗病性测定等方法,初步认为Ｒ２代转基因烟草Ｋ＿６＿５株系为转基因抗病纯合系。而含有全长ＭＰ基因的Ｒ０代转化植株,前期没有表现明显的抗病性,但在接种４０ｄ后部分发病植株有恢复健康的趋势。     

转不可翻译PVYN CP基因烟草的抗病性分析

我们曾报道表达不可翻译PVY~N CP基因的转基因烟草抗病性是由RNA介导的,其抗病性类似于转录后的基因沉默(PTGS)。本研究以这类不同抗性的Tn代转基因烟草植株为材料,对自交后的T1代转基因植株的遗传和抗病性进行了分析,并选取部分T_1代抗病株系自交留种。对T_2代RNA介导抗病性转基因植株进行了分子分析和一系列抗病性研究。结果表明,含1-2个转基因拷贝的T_0代感病植株,在T_1代中的Km抗性分离符合单位点插入的3∶1的遗传规律;含3个或3个以上转基因拷贝的T_0代中抗或高抗植株,在T_1代中的Km抗性分离符合多位点插入的15∶1或63∶1的遗传规律。大多数T_1、T_2代转基因植株的抗病性与转基因拷贝数成正相关,转基因在T_1、T_2代植株中能够转录表达,且转基因植株之间转基因mRNA在细胞质中的积累水平与转基因植株的抗病性成负相关。转基因植株的抗病性能够在T_1、T_2代中遗传,且T_2代转基因植株的抗病性具有以下特征:1)既抗病毒粒体又抗病毒RNA的侵染,且这种抗病性不受接种物剂量的影响;2)抗病谱较窄,只对PVY的某些株系具有高度抗病性;3)与传毒方式无关,既抗摩擦接种又抗带毒蚜虫接种;4)与植株的发育阶段没有关系。     

改造的马铃薯Y病毒复制酶基因介导高度抗病性

提取马铃薯Y病毒中国分离株(PVY—c)的mRNA作为模板,随机六聚脱氧核苷酸和寡聚dT为引物合成了单链cDNA。通过聚合酶链式反应(PcR)获得了PVY—C的核内含体b(Nib)全长cDNA克隆。在对其进行全序列分析的基础上,构建了PVY—CNIb基因全长．5’端缺失381个碱基和Nib反义RNA三种不同形式高等植物表达载体。在土壤农杆菌LBA4404的介导下,转化烟草生产品种NC89,获得了所有三种表达载体的转基因植株。通过分子生物学检测和抗性分析发现不同形式的Nib基因序列的转基因植株对马铃薯Y病毒表现不同程度的抗性。其中,以5’端缺失的Nlb的基因转化植株表现最好,从总共20个这类转化株系中筛选到4个株系至少在100μg／m1 PVY—C接种浓度下,表现完全的抗病效果。从总共39个全长Nib基因转化株系中,仅有一个株系,在100μg／ml PVY—c的攻毒接种下具有完全的抗病性。所有33个Nib基因反义RNA的转化植株中,无一株系表现完全的抗病效果,但是有部分株系能不同程度地延缓或减轻发病程度,并有部分植株在发病后50d左右有恢复健康的趋势。虽然能够在上述3种形式的Nib基因序列的转基因植物中检测到相应的RNA的转录产物,但是均未能检测到其相应的蛋白表达产物。     

表达PVY和PLRV双价外壳蛋白基因马铃薯的抗病性研究

表达马铃薯Y病毒(PVY)和马铃薯卷叶病毒(PLRV)双价外壳蛋白基因的马铃薯(Solanum tubero-sum L.)栽培品种“Favorita”和“虎头”,经摩擦接种PVY和用桃蚜接种PLRV后,观察症状并用ELISA测定病毒滴度。结果表明,两个品种转双价CP基因的各株系,接种病毒后表现无症状或症状轻微,其中PVY和PLRV平均滴度均较不转基因对照植株低。不同品种对PVY和PLRV的抗性比较表明,转双价CP基因的“Favorita”对PVY抗性较明显,而转双价CP基因的“虎头”则对PLRV抗性较对PVY抗性明显。不同转基因株系抗病毒水平不同。“Favorita”9个转双价CP基因株系中有6个株系PVY滴度较未转基因对照降低52.5％～90.0％,而“虎头”7个转双价CP基因株系中有4个株系PLRV含量较对照降低53.0％～98.0％。在抗性株系中还出现一些抗1种病毒或抗2种病毒的抗性较强的单株。     

翻译和非翻译马铃薯Y病毒外壳蛋白基因介导的抗病性比较

利用RT－PCR方法克隆获得马铃薯Y病毒烟草叶脉坏死株系（PVY^N）的可翻译和不可翻译外壳蛋白（CP）基因,并分别插入pROKⅡ质粒中获得重组双元表达载体。通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的基因转化方法,将可翻译和不可翻译的PVY^N-CP基因分别导入烟草栽培品种NC89叶片组织中,得到抗卡那霉素的再生植株,对所得到的抗卡那霉素的再生苗进行PCR检测表明,被导入可翻译和不可翻译CP基因的植株分别占卡那霉素抗性植株的95％和98％。攻毒实验表明,两种类型的转基因烟草对PVY^N的抗病性具有相似性,其表现型为：免疫、抗病和感病。免疫型转基因植株的抗病性不受接种物类型及其剂量的影响。Southern印迹杂交结果显示,目的基因已经整合到烟草基因组中。Northern印迹杂交证明,两种类型的CP基因都已在RNA水平上得到了表达,但细胞内RNA的积累量与转基因植株的抗病强度成负相关。Western印迹杂交表明,在表达不可翻译PVY^N－CP基因的转基因植株内 以CP蛋白,而在导入可翻译的PVY^N-CP基因的植株内检测到了CP蛋白,且CP蛋白含量与抗病性不存在正相关。本研究结果证明,表达可翻译与不可翻译PVY^N-CP基因的转基因烟草对PVY^N的抗病性均为RNA介导的抗病性。     

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。     

黄瓜花叶病毒基因沉默载体的病毒含量和症状分析

病毒诱导的基因沉默(Virus-induced Gene Silencing, VIGS)已被广泛应用于植物基因功能研究,具有操作容易、较短时间内即可观察到沉默效果、成本较低的特性.黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus, CMV) VIGS载体已经应用于沉默辣椒、烟草、大豆等植物基因,对于研究植物基因功能有重要作用.研究以CMV的Fny株系(CMV-Fny)RNA2中2b基因缺失载体CMV-F209△2b和表达2b基因N端61个氨基酸的载体CMV-F2092b61aa为对象,插入不同长度的外源基因gfp片段后,分析CMV VIGS载体在本氏烟植株上的病毒表达含量及诱导产生的病毒症状.结果表明,插入外源基因片段后,病毒外壳蛋白(Coat Protein, CP)基因RNA表达水平均明显降低.携带不同长度gfp序列的重组病毒CMVF2092b61aa-gfp₁₀₀、 CMVF2092b61aa-gfp₂₀₀和CMVF2092b61aa-gfp₃₅₀其CP RNA含量比装载最适长度gfp序列的CMVF209...     

表达马铃薯X病毒和Y病毒双价外壳蛋白基因马铃薯植株的抗病性

表达马铃薯Ｘ病毒（ＰＶＸ）和马铃薯Ｘ病毒（ＰＶＹ）双价外壳蛋白（ＣＰ）基因的马铃薯虎头和克新４号,用机械摩擦同时接种ＰＶＸ和ＰＶＹ后,通过症状观察,植株中ＰＶＸ和ＰＶＹ的ＥＬＩＳＡ检测结果表明,转基因头虎头和克新４号的多数株系的平均病毒含量均明显低于未转基因的对照植株,不同时期病毒测定结果表明,许多株系病毒积累缓慢,延迟发病,说明转ＰＶＸ,ＰＶＹ双价ＣＰ基因的马铃薯,对ＰＶＸ和ＰＶＹ复合侵染发生不     

基因沉默

基因沉默 (ｇｅｎｅｓｉｌｅｎｃｉｎｇ)是指生物体中特定基因由于种种原因不表达。一方面 ,基因沉默是遗传修饰生物 (ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙｍｏｄｉｆｉｅｄｏｒｇａｎｉｓｍｓ)实用化和商品化的巨大障碍 ,另一方面 ,基因沉默是植物抗病毒的一个本能反应 ,为用抗病毒基因植物工程育种提供了具有较大潜在实用价值的策略———ＲＮＡ介导的病毒抗性 (ＲＮＡ ｍｅｄｉａｔｅｄｖｉｒｕｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ,ＲＭＶＲ) [1～ 3] 。基因沉默现象首先在转基因植物中发现 ,接着在线虫、真菌、昆虫、原生动物以及老鼠中陆续发现。大量的研究表…     

dsRNA介导植物基因沉默及其应用

植物双链RNA(double stranded RNA,dsRNA)能有效干扰同源基因的表达,近年来已成为功能基因组学研究上的新方法。本文综述了植物dsRNA介导的转基因沉默现象及其特点、分子作用机制、主要介导方法,以及近年来在植物功能基因组学研究上的应用情况。     

黄瓜花叶病毒及抗病转基因烟草研究进展

黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)是世界上分布最广的植物病毒之一,其株系繁多,给烟草生产造成很大的损失。近些年来,各国学者对CMV开展了大量研究。该文主要介绍了黄瓜花叶病毒的基因组结构、亚组以及抗CMV的烟草基因工程的研究进展。     

转望江南核糖体失活蛋白基因cassin烟草及其对烟草花叶病毒的抗性

通过构建植物表达载体,由农杆菌介导,将望江南核糖体失活蛋白基因cassin转入烟草。PCR和Southern blot杂交结果证明：外源基因已经以单拷贝整合到烟草基因组内,并且在后代发生遗传分离。RT—PCR和Northern blot杂交结果显示：外源基因可以正常转录。用不同浓度的TMV机械摩擦接种转基因T1、T2代各3个自交株系,以非转基因烟草为阴性对照,实验结果表明转基因烟草对TMV表现出不同程度的抗性。     

RNA介导的病毒抗性在转基因烟草中的遗传分析

以含非翻译马铃薯Y病毒外壳蛋白(PVY—MCP)基因的抗病和感病T0代转基因烟草为材料,对转基因及RNA介导的病毒抗性在T1～T4代转基因植株中的遗传进行了研究。结果表明,在含低拷贝(1～2个)转基因的感病植株后代中,转基因是作为一个单显性遗传位点,遵循孟德尔遗传分离规律,各世代转基因植株仍表现感病。含多拷贝(4～6个)转基因的抗病植株,转基因在T1代的分离虽符合多位点插入的15：1和63：1遗传规律,但转基因发生了重排,RNA介导的病毒抗性表现为不稳定遗传。从含多拷贝转基因的抗病植株的T1代株系中,分离获得了两株含2个拷贝转基因的抗病植株;其后代中,转基因及抗性遗传遵循孟德尔遗传分离规律,可稳定遗传和表达,获得纯合的抗病转基因株系。对转基因在不同抗病类型植株中整合方式分析显示,抗病植株中多存在转基因的反向串联重复序列。     

植物转基因沉默与病毒抗性

对植物基因沉默的机制及其在植物抗病毒基因工程中的应用作了综述.植物转基因沉默是转基因植株中普遍发生的一种现象,引起植物转基因沉默的原因是多方面的,但主要涉及转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默.植物对病毒的抗性机制在某些方面与基因沉默有相似之处.     

转录后基因沉默与植物的病毒抗性

转录后基因沉默(PTGS)是近10年发现的一种生物(特别是真核生物)细胞抵抗外来核酸入侵及保持生物自身基因组完整性的防御机制,特别是与生物的病毒抗性密切相关。PTGS最初在植物内发现,近几年又分别在真菌、动物等生物细胞内发现。经过10年的研究,我们对PTGS的机制和特点有了相当的了解。这不但对深入地了解基因的表达调控机制意义重大,而且还可为人们如何调控和利用PTGS奠定了基础。本文从PTGS的特点、PTGS与病毒抗性、PTGS在真核生物内发生的广泛性等方面进行综述,并对PTGS发生的机制进行了讨论。     

Virus Movement Protein Gene Mediated Resistance Against Cucumber Mosaic Virus Infection

Tobacco (Nicotiana tabactum L. ) "NC89" plants were transformed with deletion mutant of cucumber mosaic virus (CMV) movement protein (MP) gene and full-length CMV MP gene, respectively. The transformed plants were analyzed with polymerase chain reaction (PCR), PCR-Southem, Southern and Western blots. R0 generation of the transgenic plants were inoculated with CMV. Five out of 10 lines of tobacco plants (BMPK) transformed with CMV MP deletion mutant gene showed high resistance to CMV infection and remained symptomless for up to 50 days post-inoculation. In contrast, tobacco plants (BMPR) transformed with full-length CMV MP gene did not show resistance to CMV infection. However, most of the infected full-length CMV MP gene transgenic plants recovered by showing none or very mild mosaic symptoms in 40 days post-inoculation. The results of R1 generation of the BMPK transgenic plants tested under field conditions showed that all 5 lines of transgenic plants could delay the virus disease development.     

病毒诱导的PVX cp转基因沉默及其DNA甲基化

利用PCR方法获得了马铃薯X病毒(PVX)外壳蛋白(CP)基因(cp),并将其构建到植物表达载体中,利用农杆菌介导的叶盘法转化烟草(Nicotiana tabacum L.).Northern杂交及Run on实验表明有3株转基因烟草发生了转录后基因沉默.发生沉默的cp基因的甲基化分析结果表明,发生转录后基因沉默的cp基因发生了不同程度的甲基化,说明DNA甲基化并没有完全抑制cp基因的转录.利用PVX病毒对外壳蛋白正常表达的转基因烟草进行接毒,Northern杂交检测结果表明,病毒诱导cp发生了基因沉默.进一步的Run on结果表明,转基因烟草中cp基因在沉默前后转录速率并没有发生变化,说明病毒诱导的沉默是一种转录后沉默.对cp基因沉默前后的甲基化分析表明,病毒的侵染导致了cp基因甲基化程度的增加.