表达黄瓜花叶病毒卫星RNA的转基因烟草耐烟草花叶病毒

表达黄瓜花叶病毒(CMV)的卫星RNA的转基因烟草可以抗CMV的侵染.为了决定这些植物对其它病毒,如烟草花叶病毒(CMV)的安全性,我们对这些植物接种CMV.结果发现 卫星RNA可减弱TMV引起的症状,井降低病情指数,然而却对TMV在植物中的积累没有明显影响.这一发现有助于对卫星RNA抗病机制的理解,有助于含卫星RNA的生防制剂及表达病毒卫星RNA的转基因植物的应用.本文在国际上首次报道卫星RNA可减弱非相关病毒引起的症状.1 材料和方法1.1 病毒及植物烟草花叶病毒(TMV),烟草G140种子及枯班三生烟种子均为中国科学院微生物研究所病毒室保存;含黄瓜花叶病毒卫星RNA-R1基因的烟草G140(烟Sat-G140)为中国科学院微生物研究所病毒室培育,所用材料为第三代种子.     

黄瓜花叶病毒香蕉株系衣壳蛋白转基因烟草的研究

构了侵染香蕉的黄瓜花叶病毒两个株系的衣壳蛋白基因的植物表达载体,并通过农杆菌共培养法的基因枪法,分别将两个株系的ＣＰ基因转化入了两种烟草植株。其ＣＰ基因转化频率及植株再生率研究结果表明,农杆菌共培养法比基因枪法,土耳其烟比本生烟,农杆菌１：１０倍稀释液比培养原液和１：１００倍稀释液,具有更高的转化频率和植株再生能力。Ｓｏｕｔｈｅｍ ｂｌｏｔ,ＰＣＲ－Ｓｏｕｔｈｅｍ ｂｏｌｔ检测ＣＰ基因整合研究结果     

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。     

表达黄瓜花叶病毒外壳蛋白的转基因番茄抗黄瓜花叶病毒侵染

通过土壤农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导将黄瓜花叶病毒外壳蛋白(CMV CP)的cDNA成功地引入番茄(Lycopersicon esculentum)植株中,并得到转基因植株。用强致病力CMV株系接种后,表达CMV外壳蛋白的转基因植株表现出对CMV侵染的抗性。转基因植株RI代的抗性基因以接近3:1比例分离。对R_1代接种CMV后,表达CMV CP的植株病症减轻,发病率、病情指数及病毒积累量明显低于对照。病症出现推迟1个多月。     

黄瓜花叶病毒卫星RNA生防制剂在烟草上的防病作用

用人工组装的黄瓜花叶病毒卫星RNA生防制剂在烟草生产品种进行了田间保护试验。由于使用了生防制剂,经处理的烟草发病率降低84.9～86.4％,同时比对照早熟5天,上等烟比率增加151.3～173.5％,平均每亩收入增加43.3～65.7％。另外发现生防制剂能增强烟草对真菌病害的抵抗作用。     

卫星RNA作为黄瓜花叶病毒病生防因子的研究III．卫星RNA对黄瓜花叶病毒感染的烟叶组织中病毒双链RNA含量的影响

用3H尿嘧啶核苷标记、聚丙烯酰胺凝胶电泳分析、放射自显影等技术以及根据抗RNA酶和DNA酶的性质比较了感染黄瓜花叶病毒(CMV)及其带有卫星RNA的黄瓜花叶病毒(CMV-S52)的三生烟叶组织中病毒ds RNA含量的变化。结果表明,随接种后时间的延长,CMV-S32感染的组织中卫星RNA的ds RNA含量呈直线增长,第10天达最高峰,而病毒基因组RNA的ds RNA的含量则随时间延长而降低,这一趋势一直延续到最后一次测定。卫星RNA的双链RNA含量也比病毒基因组ds RNA高得多,从接种后的第二天的2．5倍到第10天的20倍及第l{天的近40倍,但不含卫星RNA的cMV接种后在所测定的14天内,各基因组RNA的ds RNA含量比较衡定。     

检测烟草中烟草花叶病毒的RNA斑点杂交法

用普通烟草花叶病毒OM株3′-端约2kb的cDNA为探针,探索了用RNA斑点杂交法对烟草组织中烟草花叶病毒RNA进行检测的条件。这些条件包括用分子杂交法观察云南烟区和上海烟草上分到的烟草花叶病毒与OM株的同源性,从烟草组织中提取烟草花叶病毒的几种方法的比较,使RNA有效地固定在硝酸纤维素滤膜上的方法,烟草组织中是否有干扰RNA固定和杂交的物质,斑点杂交方法检测烟草花叶病毒的特异性、灵敏度等。     

卫星RNA对黄瓜花叶病毒基因组RNA体外合成的影响

卫星ＲＮＡ对黄瓜花叶病毒基因组ＲＮＡ体外合成的影响杨海花,康良仪,赵大健,田波（中国科学院微生物研究所,北京１０００８０）关键词卫星ＲＮＡ,黄瓜花叶病毒,依赖ＲＮＡ的ＲＮＡ聚合酶,体外合成利用卫星ＲＮＡ生防制剂控制田间的番茄、青椒、烟草等由黄瓜花叶病...     

黄瓜花叶病毒卫星RNA致弱辅助病毒的机理

分析了卫星RNA致弱的黄瓜花叶病毒 (CMV)侵染的烟草叶绿体内的CP浓度与花叶症状的严重程度成正相关 .用番茄不孕病毒 (TAV)接种表达CMV卫星RNA的转基因烟草叶绿体中 ,TAV- CP含量明显比不含卫星RNA的TAV株系侵染的低 ,而在细胞质中TAV -CP含量无差别 .用完整游离叶绿体进行体外跨膜运输试验 ,CMV- CP能快速进入离体叶绿体 ,CP降低叶绿体动力学荧光光谱 .将CMV的CP基因与 1 ,5 二磷酸核酮糖羧化酶小亚基引导肽基因进行体外拼接 .借助农杆菌转化烟草 .转基因烟草表现出黄化、根系发育受抑制 ,产生类似病毒侵染的症状 .     

烟草花叶病毒装配起始位点反义RNA表达型中间载体的构建

利用基因工程方法培育抗病毒植物新品种的途径之一,是在植株中建立一个产生病毒基因组功能片段的反义RNA的系统。本工作设计并合成了一段烟草花叶病毒(TMV)装配起始位点反义RNA的基因,再以pBR 325为基本质粒,构建了包含带有花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子和PolyA信号的反义RNA表达单元,以及为筛选转基因植株所必须的NPT-Ⅱ表达单元的中间载体,为以后经土壤农杆菌而获得转基因烟草植株打下了基础。     

对烟草花叶病毒外壳蛋白亚基因组RNA生成机制的进一步研究

用原生质体瞬间表达的方法证明,在烟草细胞中ＴＭＶ外壳蛋白亚基因组ＲＮＡ的生成,不是通过核酸酶在基因组ＲＮＡ上直接切割,也不是通过在生成负链ＲＮＡ时预成性终止,再从这种负链ＲＮＡ终止部位起始产生的,ＴＭＶ外壳蛋白亚基因组ＲＮＡ,是ＴＭＶ识别利用负链ＲＮＡ中间的亚基因组启动子后产生的,这个启动子位于外壳蛋白读码框５′端２５６碱基范围之内,但大于４８个碱基,虽然ＴＭＶ能利用单链的负链ＲＮＡ上的亚基因组启     

两株黄瓜花叶病毒卫星RNA的竞争与共存研究

通过体外转录方法 ,将大小分别为 36 9nt和 385nt的 2个黄瓜花叶病毒 (Cucumbermosaicvirus,CMV)的卫星RNAYi和Yns共同与不含卫星的辅助病毒株CMV_CNa进行假重组 ,接种CMV系统寄主心叶烟。结果表明 :在接种5d的接种叶上同时检测到卫星RNA_Yi和卫星RNA_Yns;在系统叶上 ,接种 5d和 10d亦可同时检测到 2株卫星 ;但接种 15d ,在系统叶组织中只检测到卫星RNA_Yi。再将接种 5d的接种叶扩大接种到几种不同的指示植物后 ,经dsRNA抽提 ,也只获得 1条与卫星RNA_Yi大小相符的条带。通过假重组病毒株中分别获得卫星RNA并测序 ,确定2个卫星RNA的序列没有变化。卫星RNA_Yns和Yi在辅助病毒CMV_CNa作用下 ,表现出明显的竞争性 ,它们在辅助病毒中不能形成稳定的共存关系。     

带卫星RNA黄瓜花叶病毒保护接种的植物中病毒积累与基因组RNA合成及病状表达

本文报道了三生烟在接种带卫星RNA的黄瓜花叶病毒(CMV-S52)后,或接种后用强毒CMV攻击,其病状表现、组织中病毒含量,病毒基因组RNA合成与卫星RNA合成的关系.植物在接种CMV-S52后7～10天,所有接种植物都表现出不同程度的轻度花叶症状,此期正是组织内病毒含量最高,而卫星dsRNA占总dsRNA百分比较低时期.接种后不同时间的测定证明,组织内病毒基因组dsRNAl和dsRNA2的合成水平均较低,而卫星dsRNA则始终保持较高的合成水平;到接种后15天病状消失时,卫星dsRNA占总dsRNA合成百分比的84.79％之多. 用CMV-S52保护接种后再用强病毒攻击,植物中的病毒含量、病毒ssRNA合成不增加或稍有增加;而基因组dsRNA和卫星dsRNA合成都有增加,但卫星dsRNA合成仍占绝对优势.保护作用的效果,取决于攻强病毒时已存在于组织内的卫星RNA与基因组RNA合成量的相对比例。讨论了卫星RNA的保护机理。     

黄瓜花叶病毒cDNA载体在烟草细胞中表达外源基因

为了探讨利用黄瓜花叶病毒(CMV)构建表达载体的可行性,分离了山东株(SD) CMV RNA 3的全长cDNA。测定其全序列后,采用定点突变的方法在衣壳蛋白(CP)基因起始密码子处改造出一个NsiⅠ位点,可将外源基因引入NsiⅠ位点和CP基因终止密码子上游附近的XhoⅠ或SalⅠ位点而置换掉CP基因。分别用绿色荧光蛋白(GFP)基因、β-葡糖醛酸酶(GUS)基因以及小鼠二氢叶酸还原酶(DHFR)基因3种报告基因置换CP基因。将Fny株CMV RNA 1、RNA 2和SDCMV嵌合RNA 3的cDNA分别插入pCass载体的35S启动子和终止子之间,将构建的置换型载体直接以质粒的方式转染烟草原生质体,表达了3种报告基因。     

系统侵染寄主中黄瓜花叶病毒及其卫星RNA的动态变化

以³²P标记的黄瓜花叶病毒（CMV）RNA3 cDNA片段和卫星RNA全长cDNA作为探针,定量测定CMV基因组RNA和卫星RNA的含量变化,结果显示：二者均具有明显的寄主效应和时间效应.在16～20℃条件下,接种不携带卫星RNA的分离物CMV-R3,15天、30天和75天时,CMV基因组RNA负荷量呈显著下降的趋势.在第15天,RNA3的负荷量以烟草>心叶烟>克里夫兰烟>番茄的顺序表现为不同寄主的显著性差异.相同条件下接种携带高拷贝卫星RNA的分离物CMV-RS,在5天和15天之间基因组RNA和卫星RNA负荷量均呈现上升的趋势,同时测得其基因组RNA和卫星的负荷量具有相似的寄主效应和时间效应,但程度不同.第15天时,二者负荷量以烟草＞心叶烟＞番茄的顺序表现寄主效应的显著性差异.在18～21℃条件下,接种携带坏死卫星RNA的CMV强毒株HC4,第5天、第10天和第15天时,基因组RNA和卫星RNA的负荷量均以番茄＞心叶烟＞烟草的顺序表现出显著性差异,并表现出明显的时间效应.不同来源CMV分离物还存在寄主选择性差异.     

黄瓜花叶病毒卫星RNA人工突变体的构建及其侵染性测定

从1个369nt的黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaicvirus,CMV)卫星RNA的cDNA出发,采用DNA改组技术构建人工突变体,经过体外转录,将其与不携带卫星RNA的黄瓜花叶病毒株进行假重组,鉴定突变体的生物活性,结果显示所获得的4个卫星RNA的点突变子MS1、MS5、MS6和MS11中,只有MS11仍然具有复制能力;而其他3个点突变子,尽管均只有1个位点的替换,却不能在辅助病毒作用下复制。序列比较分析发现MS11的突变位点位于卫星RNA变异区内,发生的突变与自发突变一致,其他3个突变子的突变位点发生在卫星RNA的高度保守区。而且通过侵染性试验证实突变子MS11与野生型Yi没有明显的差异。由此可推测卫星RNA序列中的高度保守区与卫星RNA的生物活性密切相关,个别碱基的突变会导致RNA二级结构的改变,进而引起其复制能力或稳定性的完全丧失。     

黄瓜花叶病毒坏死型卫星RNA的cDNA克隆和全序列分析

从田间发生坏死病害的番茄病株中分离得到黄瓜花叶病毒TN分离物,经研究证实TN分离物带有1株坏死型卫星RNA(TN-SatRNA).利用已知CMV卫星RNA的两端序列作引物扩增并克隆了TN-SatRNA的cDNA.序列分析显示TN-SatRNA全长为390个核苷酸.比较TN-SatRNA与富有代表性的CMV卫星RNA的结构表明,这几种卫星RNA中具有4个结构同源区(Ⅰ:1～81nt,Ⅱ:216～261nt,Ⅲ:278～338nt;Ⅳ:349～390nt),而在82～215nt的区域几种卫星RNA的结构变化较大.在TN-SatRNA的3’端具有已报道的坏死型卫星RNA特征性序列结构.经3’RACE方法确定TN-SatRNA的3’端自然序列,与PCR扩增引物有1个核苷酸的差别.     

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。