利用人工microRNA实现基因沉默

MicroRNA是一组长度约为21 nt的非编码蛋白质的短序列RNA,能通过碱基互补配对的方式指导降解靶基因mRNA或抑制靶基因的翻译。MicroRNA的主要功能是调控基因的表达,在生物体的生长、发育及疾病发生中扮演着重要的角色。本文介绍了利用microRNA实现基因沉默的作用原理,人工合成microRNA,构建转基因载体,实现对目的基因的沉默及这种工具在生命科学领域的应用前景。     

植物基因功能鉴定新工具--病毒诱导基因沉默技术的研究进展

病毒诱导基因沉默（Virus—induced gene silencing,VIGS）技术是指带一段靶基因序列的VIGS重组病毒侵染植物、引起植物同源基因沉默与表型变异,进而通过表型变异进行基因功能分析的方法,是近年发展起来的从反向遗传学方向快速鉴定植物基因功能的技术,是转录后基因沉默机制的一种表现。①VIGS的分子机制,涉厦基因沉默的起始、维持和信号放大、传播共3个阶段;②VIGS技术、栽体与方法学的发展;③VIGS作为基因功能研究的优越性,如不必进行转基因、操作方法简便、获得结果快速等;④应用VIGS对植物抗病途径、代谢与发育调控中参与基因功能进行研究的概况。同时。展望了VIGS技术作为植物功能基因组学功能分析的高通量技术平台的美好前景。     

MicroRNA-based RNA Interference Vector for Gene Silencing in Plants

RNA interference (RNAi) is a powerful tool for functional gene analysis, which has been successfully used to down-regulate the levels of specific target genes. In this study a microRNA 159a-based binary vector was constructed which can be used for hpRNA expression. Hairpin (hp) RNA expression cassettes carrying the gene sequences are typically constructed on binary plasmid and delivered into plant cells by Agrobacterium-mediated genetic transformation. This system allows simple insertion of 21- nt target gene sequences into microRNA backbone, to facilitate the processing of microRNA hpRNA by the endogenous machinery of host, thereby producing artificial microRNA carrying the sequence of target gene(s). The functionality of new vector system was tested by silencing viral gene in transgenic plants. Strong down regulation of viral gene was observed in virus infected tobacco plants transformed with pAmiR₁₅₉ vector. The processing of amIRNA leading to viral-specific sIRNA was confirmed by northern blotting. This vector system provides an important addition to the plant molecular biologists’ toolbox, which will significantly facilitate the use of RNAi technology for analyses of various gene functions in plant cells.     

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。     

植物基因沉默信号分子的研究进展

RNA沉默是广泛存在于真核生物中作用于特定RNA的降解机制,其在植物中的系统性传播主要依靠可移动的沉默信号分子.信号在植株中能进行双向性的远距离传播,但向上比向下传播更有效率.目前对这方面的研究主要在嫁接、农杆菌侵染和基因枪轰击三个体系中进行.此信号分子的成分可能是siRNA、异常RNA及dsRNA中的一种.     

植物生理与分子生物学

主要从病毒诱导的基因沉默体系中植物与病毒的相互作用、VIGS涉及的信号分子和移动方式以及靶基因的沉默和病毒载体的复制关系介绍和分析植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制,并进一步分析此种体系在植物基因功能研究中应用的研究进展。     

植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制

主要从病毒诱导的基因沉默体系中植物与病毒的相互作用、VIGS涉及的信号分子和移动方式以及靶基因的沉默和病毒载体的复制关系介绍和分析植物病毒诱导的基因沉默效应的分子机制,并进一步分析此种体系在植物基因功能研究中应用的研究进展。     

转录后基因沉默与植物抗病毒防卫机制

介绍了转录后基因沉默及其作为植物一种抗病毒防卫机制的最新研究进展,并进一步探讨了植物与病毒互作及共进货过程、基因沉默及其诱导技术在植物基因调控表达、改良植物抗病性和植物功能基因组学等研究领域的应用前景。     

烟草脆裂病毒诱导的基因沉默在植物基因功能研究中的应用

烟草脆裂病毒(tobaccorattlevirus,TRV)是一类应用比较广泛而且效率和持久性较好的病毒载体,能够介导基因沉默同时不会带来病毒诱导的症状。改造后的病毒能够促进非病毒序列的插入以及对植物的后续感染,也可以鉴定宿主植物生长点的基因,因此TRV在植物基因功能鉴定中具有广泛的应用。该文介绍TRV沉默载体的构建、诱导基因沉默原理、在植物基因功能研究中的应用以及优缺点。     

转基因植物中外源基因沉默机制的研究进展

基因沉默现象是导致转基因不能正常表达的重要因素之一.其作用机制主要有三种：位置效应,转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默.根据目前的知识, 重复序列是基因沉默的普遍诱因,甲基化是基因沉默的直接原因.     

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.     

MicroRNA与药用植物

MicroRNA（miRNA）是一类长度约为19～25个核苷酸的内源性非编码小分子单链RNA,对植物生长发育、次生代谢产物的生物合成以及抗逆性等有重要作用.近年来关于植物中miRNA的研究进展异常迅速,尤其是药用植物,目前已从一些药用植物中鉴定出miRNA,并分析了其在药用植物中的调控作用,这对药用植物的研究具有重要意义.本文综述了miRNA在植物中的产生途径、作用机制,同时重点介绍了miRNA在药用植物中的研究情况,使人们对药用植物中miRNA有更深的认识,为药用植物研究拓展新思路.     

有效提取病毒诱导基因沉默植株中DNA的方法

根据PCR反应的要求,用改良的CTAB法,以番茄植株为材料,实现了微量番茄叶片基因组DNA的快速提取。提取基因组DNA所用的组织量少,所得的DNA经过电泳检测虽有降解,但足以用于PCR检测,以其作模板扩增中国番茄黄化曲叶病毒诱导的硫黄素酶（Su）基因沉默植株中病毒组分中的DNAmβ和1.7 A,片段大小分别为1 300、500 bp。测序结果证明是相应基因的部分片段。该方法的材料不需要使用液氮,可以单人大批量提取,并在基因沉默的番茄植株中能稳定而准确的规模化PCR检测。     

转基因植物转录后基因沉默的特点、机理及应用

自在转基因植物中发现转基因沉默现象以来 ,很多学者对该现象进行了广泛的研究 ,认为其作用机制有三种 :位置依赖性基因沉默、转录水平基因沉默、转录后水平基因沉默。目前主要集中于转录后水平基因沉默的研究 ,通过研究发现它具有广泛性、可传导性及特异性的特点 ,并对其机制提出了一些假说。最近 ,人们还发现转录后水平基因沉默与植物抗病毒能力有联系。本文对转基因植物转录后基因沉默的特点、机理及应用方面的进展作了综述     

Silencing of the MADS-Box Gene SlMADS83 Enhances Adventitious Root Formation in Tomato Plants

Journal of Plant Growth Regulation - Adventitious roots (ARs) are important for the growth of plants and the improvement in their stress resistance and survival capacity. Although many genes have...