RNAi转基因作物安全评价研究进展

在秀丽隐杆线虫中首次发现双链RNA(dsRNA)能特异性地导致基因沉默(RNAi)现象后,人们开始大量地研究RNAi技术,并将其应用于功能基因的研究,来提高作物的抗性和改良遗传育种等。本文详细介绍了RNAi的技术原理,并且对RNAi技术与传统转基因技术的区别进行分析,阐述了该技术具有重要的生物学意义,以及在农作物害虫防治领域的占据独特优势。基于RNAi技术存在的潜在脱靶效应,从改良植物、靶标生物和生态环境的3个方面具体分析该技术可能存在的风险,为RNAi技术的风险评估提供参考。由于RNAi技术仍存在风险,为了维护生态多样性和保障人们的人身安全,应尽快建立起符合实际需求的安全性评价方法,本文针对RNAi转基因作物的环境安全和食用安全2个方面的评估方案进行概述。RNAi技术对减少害虫数量、提高水稻产量、降低种植成本以及减少化学农药污染、促进农业可持续发展来说具有重要意义,但该技术仍存在风险,需要进一步监管和研究,建立完善的生态评价系统,让RNAi技术在农业生产上发挥作用。     

RNA干涉及其在棉花研究中的应用

RNA干涉(TNA interference,RNAi)技术是一门新兴的基因阻断技术,可通过将外源双链RNA导入细胞介导同源靶基因mRNA序列的降解,使靶基因表达沉默,是一种转录后的基因沉默现象.目前,RNA干涉技术在植物研究中已经得到广泛应用.本文简介了植物的RNA干涉研究及RNAi表达载体的构建,综述了RNAi在棉花基因功能和功能基因组学研究、棉花品质性状的遗传改良和棉花的抗虫抗病研究中的应用进展及其在棉花研究中存在的主要问题和应用前景.     

RNA干扰在昆虫中的作用机理及应用进展

RNA干扰（RNAi）是生物体内源基因发生转录后特异性降解的一种生理现象,作为抵抗病毒的免疫机制,广泛存在于生物体内。RNAi在秀丽隐杆线虫中的发生机制已明确,但昆虫的系统性RNAi不同于线虫,在昆虫中尚未发现线虫跨膜蛋白SID．2的同源蛋白,且果蝇中不存在依赖于RNA的RNA聚合酶（RdRP）,但存在具有相似活性的物质。昆虫发生RNAi的效率不仅与靶标基因自身及双链RNA的选择有关,而且与虫体的发育状态及摄入双链RNA的剂量相关。随着RNAi在昆虫中作用特点的阐明,RNAi的应用价值也逐渐体现。近年来,通过RNAi沉默靶标基因,不但促进了昆虫基因功能研究的发展,而且被广泛用于重要农业害虫抗药性基因的研究。最新研究表明,RNAi结合第2代测序技术,针对非模式昆虫,能迅速找到具有致死效应的靶标序列,加快了利用RNAi技术生产生物农药的步伐。     

转基因抗虫作物对非靶标昆虫的影响

转基因抗虫作物自 1996年被批准商业化种植以来 ,它的抗虫性和经济效益已得到了普遍肯定 ,同时 ,转基因抗虫作物对非靶标生物的影响 ,如转基因抗虫作物的长期种植 ,是否会导致次要害虫上升为主要害虫 ,是否会影响有益昆虫 ,包括重要经济昆虫、捕食性和寄生性天敌以及重要蝶类的种类及种群数量 ,已成为转基因抗虫作物生态风险评估的重要内容。一些研究结果表明 ,转基因抗虫作物在对靶标害虫有效控制的同时 ,一些对杀虫蛋白不敏感的非靶标害虫有加重危害的趋势 ,由于种植转基因抗虫作物 ,减少了化学农药的使用 ,客观上也使非靶标害虫种群数量上升 ,这对转基因抗虫作物害虫综合治理提出了新的要求。靶标害虫数量的减少直接影响了害虫天敌种群数量 ,靶标害虫取食转基因抗虫作物后发育迟缓 ,也间接影响了天敌昆虫的生长发育 ,转基因抗虫作物的花粉或花蜜是一些重要经济昆虫如蜜蜂、熊蜂和一些寄生蜂 ,甚至捕食性天敌的食物来源 ,或花粉飘落到一些鳞翅目昆虫如家蚕或重要蝶类昆虫的寄主植物上 ,直接或间接对这些昆虫造成一定影响。目前大多数研究表明转基因抗虫作物对非靶标昆虫 ,特别是对有益昆虫没有明显的不利影响 ,也有研究报道认为对某些有益昆虫有一定的不良影响。这为深入开展转基因抗虫作物的生态安全     

抗虫转基因植物对非靶标节肢动物生态影响的研究进展

重组DNA技术的发展为培育高效的抗虫作物提供了前所未有的便利条件。通过转基因技术,全世界已培育出众多转基因抗虫植物品系。其中,表达苏云金芽孢杆菌(Bt)基因的作物品系如Bt棉花和Bt玉米已在很多国家大规模种植,在害虫控制方面发挥了重要的作用。转基因抗虫作物可能带来的生态风险问题,如对农田非靶标节肢动物的潜在影响,一直受到相关研究者及民众的广泛关注。至今,已有大量研究论文发表。本文在总结、归纳前人研究的基础上,阐述了从实验室到田间多层次评价转基因抗虫作物对非靶标生物影响的一般研究程序和方法,并简要综述了Bt玉米和Bt棉花2种已商业化种植的转基因抗虫作物对农田非靶标节肢动物生态影响的研究进展。现有研究表明:当前种植的Bt作物所表达的Cry蛋白杀虫专一性非常强,对农田非靶标节肢动物没有毒性;且Bt作物的利用降低了广谱化学杀虫剂的施用量,从而提高了非专一性害虫天敌的种群密度,加强了对害虫的控制,并有效地保护了生态环境和农民健康。因此,Bt作物可以作为害虫综合防治(IPM)的一个策略,结合其他防治措施可加强对害虫的有效控制。     

转抗虫基因植物生态安全性研究进展

转抗虫基因植物如Bt棉花等已在美国、中国和澳大利亚等国家大规模商业化种植 ,有关转抗虫基因植物潜在的生态风险已引起广泛的关注。该文综述了转抗虫基因植物研究应用现状与安全性研究进展。主要内容包括 :转抗虫基因植物的种类及其对靶标害虫的抗性 ,对非靶标害虫和天敌发生的影响 ,对农田生态系统生物多样性的影响 ,靶标昆虫的抗性治理及转抗虫基因植物的基因漂移等     

RNAi递送系统在害虫防治中的研究进展

RNAi是由dsRNA引发的,靶向目的 基因的高效与特异的基因沉默技术.由于其高效性、特异性和便捷性,RNAi技术广泛应用于基因功能研究、高通量目的 基因筛选、基因治疗、药物靶标预测和农业病虫害防治等领域.考虑到RNAi效率、安全性和预期靶基因下调的潜在障碍,RNAi提供高效防治应用的前提是以合适的方式递送效应RNA.本文对近期农业重要性害虫和病媒害虫防治应用中开发的RNAi递送系统进行综述,对这些RNAi递送系统的干扰效率和多重进入位点作了比较,并展望了RNAi递送系统在害虫防治中的应用,以期更好地完善RNAi技术在昆虫学研究和害虫防治中的应用.     

基于工程菌高效合成靶向昆虫基因的dsRNA的方法

外源或内源双链RNA(dsRNA)可以干扰昆虫基因的表达。目前,利用RNA干扰(RNAi)技术防治农业害虫已经取得了一定进展,但高昂的dsRNA合成成本是RNAi技术在田间应用的主要限制因素。本方法利用L4440质粒和大肠杆菌HT115(DE3)菌株,建立了一种经济、高效的昆虫靶标基因dsRNA合成方法。与商业化的dsRNA合成试剂盒相比,工程菌合成dsRNA的方法大幅降低了dsRNA的合成成本。本方法将为大规模昆虫基因功能解析和RNAi制剂的田间应用提供可能,有望促进以RNAi为核心的害虫防治技术的实践和发展。     

转Bt基因抗虫作物对鳞翅目非靶标昆虫生态影响的研究进展

任何转基因作物在进入商业化应用之前都必须经过严格的环境风险评价。评价转基因作物特别是抗虫作物对农田重要非靶标节肢动物的生态影响是其中一项重要内容。当前,全球种植的转基因抗虫作物大多表达对鳞翅目害虫具有活性的Cry1或Cry2类杀虫蛋白。由于非靶标鳞翅目昆虫如斑蝶、家蚕等与靶标害虫具有较近的亲缘关系,其幼虫可能同样对这类杀虫蛋白敏感。因此,这类转基因抗虫作物对非靶标鳞翅目害虫的潜在影响引起了研究者的广泛关注。在总结国内外相关研究数据的基础上,系统分析了转基因抗虫作物对非靶标蝶类和蚕类昆虫的潜在影响,获得以下结论：虽然蚕类和蝶类昆虫对Cry1或Cry2类杀虫蛋白敏感,但在自然条件下这类非靶标昆虫暴露于Cry杀虫蛋白的水平很低,抗鳞翅目害虫转基因作物的种植不可能显著影响田间蝶类昆虫的种群密度,也不会给我国的蚕丝产业带来负面影响。     

RNAi技术在昆虫功能基因研究中的应用进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是指外源或内源的双链RNA（dsRNA）特异性地引起基因表达沉默的现象,它作为一种有效的工具用来产生转录后沉默,从而抑制特定基因的表达,成为基因功能研究的一种新方法,除了在模式昆虫如果蝇Drosophila中广泛应用之外,也在非模式昆虫中得到成功应用。近年来,RNAi技术在导入方法和基因功能分析方面都取得了飞速发展,且与转基因技术相结合成功应用于害虫防治领域。本文综述了RNAi技术在导入方法、昆虫功能基因组功能分析及害虫防治等领域新近的研究成果,并展望了该技术的应用前景。     

RNA干扰技术在昆虫学领域研究进展

RNA干扰(RNAi)是生物体内源基因发生转录后特异性降解的一种生理现象,广泛存在于生物体内。RNAi主要由小干扰RNA诱发阻碍目的基因的翻译或转录,造成目标信使RNA沉默。RNAi具有高效、特异性强等优点,被广泛应用于昆虫基因功能研究,并显示出了开发新型病虫害管理策略的巨大潜力。主要阐述了RNAi的沉默机制,双链RNA转入昆虫体内的几种方式,以及RNAi技术在不同目昆虫中研究的最新进展。最后,对RNAi技术存在的不足之处进行了简单总结,还对RNAi技术在害虫防治中的应用进行了展望,以期为该技术广泛应用于农业害虫防治提供理论支持。     

RNA干涉的分子机制及技术研究进展

RNA干涉(RNA interference,RNAi)现象广泛存在于从真菌到植物、从无脊椎动物到哺乳动物的各种生物中,属于转录后水平的基因沉默(PTGS)。它利用双链RNA(dsRNA)特异性地降解相应序列的mRNA成为siRNA,从而特异性地阻断相应基因的表达,本重点介绍了RNA干涉的分子机制及技术应用等方面的进展,RNA干涉在后基因组时代的基因功能研究和药物开发中将具有广阔的发展前景。     

RNA干涉及其应用前景

RNA干涉是指由特定双链RNA(dsRNA)引起的转录后基因沉默现象。研究表明,Dicer断裂dsRNA产生的小干涉RNA可以抑制哺乳动物体细胞和胚胎中的基因的表达。RdRP在扩增RNAi中起着关键性的作用,RdRP活性复制较长的触发性dsRNA或以一种非引物的方式复制短的siRNA,即以siRNA为引物的RdRP反应使靶mRNA转变为dsRNA,同时复制触发性dsRNA。所有的产物又可作为Dicer的底物,起始RdRP级联反应。本文综述了RNAi可能的作用机制,并对RNAi在分析功能基因组、药物治疗等方面的应用前景进行了展望。     

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。     

针对SARS冠状病毒重要蛋白的siRNA设计(英)

RNA干涉(RNA interference, RNAi)是一种特异性地导致转录后基因沉默的现象,在哺乳动物细胞中小分子干扰RNA双链体(small interfering RNA duplexes, siRNA duplexes)可以有效地诱导RNAi现象,为一些疾病的治疗开辟了新的途径.针对SARS冠状病毒(SARS coronavirus, SARS-CoV)中编码5个主要蛋白质的基因,用生物信息学的方法设计了348条候选siRNA靶标.在理论上,相应的siRNA双链体能特异地抑制SARS-CoV靶基因的表达,同时不会影响人体细胞基因的正常表达,这为进一步siRNA类药物的实验研究提供了理论基础.     

RNA干涉技术(RNAi)应用研究进展

RNA干涉是通过双链RNA的介导特异性地降解相应序列的mRNA,从而导致转录后水平的基因沉默,这一过程在拟南芥、线虫和真菌等多种模式植物中发现。RNAi是研究多种生物基因功能的有效手段,本文综述了RNA干涉的分子机理及其应用研究进展。     

RNA干扰技术在昆虫滞育机制研究中的应用

滞育是昆虫对环境适应的一种重要的生理特性,研究其机理有助于对有益昆虫的开发利用和对害虫生态调控新途径的探索。RNA干扰是生物体内源基因发生转录后特异性降解的一种生理现象,作为一种强有力的分子生物学技术,已逐渐应用于昆虫功能基因研究以及害虫防治等领域。本文围绕RNAi的作用机理及其对昆虫滞育相关基因的沉默研究展开综述,旨在为进一步研究滞育分子机制提供新思路。     

RNA干扰文库在功能基因组学研究中的发展及应用

RNA干扰（RNAi）是双链RNA分子在mRNA水平上诱发的序列特异性转录后基因表达沉默,从基因组水平设计针对多个靶基因的RNAi序列,建立RNAi文库进行系统性、大规模的筛选工作是功能基因组学研究的有力工具。目前RNAi文库主要包括质粒（或病毒）文库、siRNA表达盒文库、寡核苷酸文库和随机RNAi文库,已经被成功应用于基因功能鉴别、信号转导途径解析和药物靶标筛选等研究领域。近年来,这一领域发展迅速,本文就RNAi文库的发展应用以及存在的问题与展望进行综述。     

miRNA调控昆虫与病毒互作的研究进展

miRNA是一类重要的非编码小分子RNA,可在转录后水平调控基因表达,参与并调控机体的生长发育、细胞分化、细胞凋亡、抗病毒、激素分泌、神经系统等重要生物过程。本文介绍了miRNA的合成途径及其生物学功能,并重点阐述miRNA在昆虫宿主与病毒互作中的调控作用:通过mRNA剪切或抑制靶标蛋白的翻译负调控靶标基因,实现基因沉默,调控约50%的蛋白质编码基因的表达,许多miRNA已被发现在人体和植物中参与调控病毒的复制侵染,因此也有可能控制害虫对病毒抗性的产生,恢复病毒对害虫的防控作用。最近有研究将害虫特异的miRNA转入植物,干扰昆虫蜕皮过程导致幼虫的死亡,作为Bt转基因作物的替代,成为抗虫基因工程的新选择。研究miRNA在昆虫对病毒抗性产生中的作用,将为昆虫抗病毒机制的研究提供新的思路,为害虫生物防治措施的应用及改进提供理论参考。     

RNA干涉及其应用的研究进展

RNA干涉是指外源dsRNA引发身体内的基因的同源序列降解．从而表现出基因转录后的沉默现象．到目前为止在真菌、拟南芥、线虫、锥虫、水螅、涡虫、果蝇、斑马鱼、小鼠等真核生物中都发现存在这一基因沉默机制。研究表明,RNA干涉与植物中的共抑制、真菌中的基因压制,很可能具有共同的基本分子机制。RNA干涉可以用于功能基因组学研究．也可用于克服转基因生物的基因沉默现象,使外源基因在遗传改良生物中能更好地表达,还用于基因治疗,抑制有害基因的表达等。