辣椒CaDXS和CaPDS基因沉默的表型比较

【目的】沉默辣椒CaDXS和CaPDS基因,比较分析两者白化表型的差异,寻找新的辣椒沉默标记基因。【方法】利用双酶切克隆技术构建CaDXS和CaPDS基因的沉默载体;通过农杆菌介导转化侵染辣椒,观察辣椒的沉默表型;采用实时荧光定量PCR技术检测CaDXS和CaPDS基因的沉默效率。【结果】农杆菌浸润21 d后,沉默CaDXS基因的辣椒叶片出现褪绿症状,沉默CaPDS基因的辣椒叶片出现白化。农杆菌浸润30 d后,沉默CaDXS基因的辣椒叶片出现较为明显的白化;沉默CaPDS基因的辣椒叶片白化程度加剧,新叶近乎白化。与CaDXS基因相比,沉默CaPDS基因导致的辣椒白化表型更明显和高效。沉默组辣椒叶片中CaDXS和CaPDS基因的表达量均显著降低(P<0.05),沉默效率分别为86.80%和93.08%,表明辣椒CaDXS和CaPDS基因被成功沉默。【结论】CaDXS基因可以作为辣椒的沉默标记基因,但沉默CaPDS基因的辣椒白化表型出现更早且明显,因此,CaPDS基因比CaDXS基因更适合作为辣椒沉默标记基因。

TRAIP基因沉默对TNBC细胞增殖和侵袭迁移影响

目的研究肿瘤坏死因子受体相关因子相互作用蛋白(TRAIP)在人三阴性乳癌(TNBC)中的表达及其对细胞增殖和侵袭迁移的影响。方法应用免疫组化方法,检测75例TNBC癌及癌旁组织中TRAIP的表达,并分析其与病人临床病理特征的关系。采用Western blot技术检测人TNBC细胞系MDA-MB-468、MDA-MB-231及HCC1937中TRAIP的表达水平。构建TRAIP慢病毒干扰载体并检测干扰效率。应用3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯四唑溴化铵(MTT)和Celigo细胞计数方法检测细胞增殖能力,Transwell侵袭实验和创面愈合法检测细胞的侵袭迁移能力。结果TNBC组织中TRAIP的表达水平明显高于癌旁组织(Z=-6.460,P<0.001);与原发灶相比,淋巴结转移灶中TRAIP呈高表达(Z=-3.448,P<0.001),并且这种高表达水平与肿瘤的复发密切相关(Z=-2.077,P<0.05)。Western blot检测显示,MDA-MB-231和HCC1937细胞株TRAIP蛋白表达均显著高于MDA-MB-468细胞(F=34.96,P<0.01);TRAIP基因敲除后,MDA-MB-231和HCC1937细胞中TRAIP的蛋白表达水平被明显抑制(t=15.66、19.39;P<0.01)。相较于对照组,TRAIP基因敲除组细胞的增殖能力明显减弱(F=71.63~218.07,P<0.01);Transwell侵袭及创面愈合实验表明,TRAIP基因敲除显著抑制细胞的侵袭迁移能力(t=7.39~32.16,P<0.01)。结论TRAIP在TNBC组织及淋巴结转移灶中高表达并与肿瘤的复发密切相关,敲除TRAIP基因可显著抑制细胞的增殖、侵袭迁移等生物学特性。

基于基因沉默的磁纳米介导体系的制备及性能研究

目的:制备载基因的磁性纳米药物体系,并考察其生物特性和体外基因沉默效果。方法:采用化学共沉淀法制备Fe3O4磁纳米粒子,并进行包硅、氨基功能化,结合siIDO;红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)对载药磁纳米颗粒进行物理表征,并通过凝胶阻滞实验检测磁纳米粒子对siIDO的载药量;CCK8检测磁性纳米载体的细胞毒性,流式细胞仪检测磁纳米粒子-siIDO的转染效率,Q-PCR检测磁纳米粒子-siIDO的体外沉默效果。结果:磁纳米粒子呈球形,平均粒径10~20 nm,理想的磁性纳米粒子与siIDO质量比为1:1;CCK8检测结果显示,基因运载体系的浓度为5μg/m L时对细胞的活性没有影响;磁纳米粒子-siIDO对DC的转染效率为90%以上;Q-PCR检测磁纳米粒子-siIDO的体外沉默效果较好,使DC的IDO表达下调64.5%。结论:载基因的磁性纳米药物体系在肿瘤的免疫治疗领域具有应用潜力。

VIGS诱导GS同工酶基因沉默对烤烟氮代谢的影响

【背景和目的】谷氨酰胺合成酶(GS)是烤烟氮代谢的关键酶,为探究沉默GS同工酶基因对烤烟氮代谢的影响。【方法】采用病毒诱导基因沉默(virus induced gene silencing,VIGS)技术构建GS同工酶基因(NtGS1、NtGS2)瞬时沉默表达载体,测定了烤烟品种中烟100叶片经VIGS处理10 d,20 d和30 d的NtGS1-1、NtGS1-2、NtGS2相对基因表达量和谷氨酰胺合成酶(GS)、硝酸还原酶(NR)活性以及叶片可溶性蛋白、总氮、烟碱含量和烟株生物量。【结果】沉默NtGS1基因的处理对NtGS1-1沉默效率最高为50.4%,对NtGS1-2沉默效率最高为56%,沉默NtGS1和NtGS2基因的处理对NtGS2沉默效率最高为54.9%;沉默NtGS1和NtGS2的烟株叶片重、GS、NR活性、可溶性蛋白、总氮、烟碱含量都显著低于对照。【结论】本研究建立的VIGS体系有效下调了GS同工酶基因的表达,同时沉默NtGS1和NtGS2(TRV::GS1::GS2)可抑制叶片氮素同化利用,降低氮代谢关键酶活性与含氮化合物含量。

油棕病毒诱导的基因沉默体系的建立及优化

为开展油棕油脂代谢调控相关基因鉴定研究,以油棕八氢番茄红素脱氢酶基因(phytoene desaturase gene,PDS)作为报告基因,探索以病毒载体TRV为载体在油棕胚状体上应用病毒诱导基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)的可能性,并对油棕胚状体VIGS体系的相关参数进行优化。结果显示:以EHA105为菌种、侵染菌液OD_(600)=0.5、侵染时间5 min、乙酰丁香酮(AS)质量浓度20 mg/L、共培养48 h、侵染后培养时间为12 d能取得最佳的基因沉默效果。在此基础上,利用优化后的VIGS体系对油棕二酰甘油酰基转移酶基因(diacylglycerol acyltransferase gene,DGAT)进行沉默,取得了预期的基因沉默效果。

TRV病毒诱导大豆基因沉默体系优化及应用

病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)技术已广泛用于植物基因功能研究,以烟草脆裂病毒(tobacco rattle virus,TRV)为载体的沉默体系介导大豆基因沉默效率有待明确,采用无缝克隆技术构建TRV-VIGS沉默体系,探索不同接种方法对大豆靶基因在不同组织间的沉默效率,为大豆基因功能研究提供依据。以八氢番茄红素去饱和酶(phytoene desaturase,GmPDS)及泛素连接酶(GmATL3)基因为靶基因,将含有pTRV1和重组载体菌液采用注射、灌根(agroinoculation)、注射与灌根相结合3种方法分别接种大豆中黄13,接种28 d观察沉默表型现象,并使用RT-qPCR技术检测根部与叶部基因相对表达量,明确不同方法沉默效果。注射接种的大豆叶边缘及叶内出现黄化褪绿,灌根接种与注射加灌根接种的叶片表面出现褪绿斑点及褶皱褪绿表型。RT-qPCR结果表明,3种接种方法对沉默GmPDS效果接近100%;注射接种对GmATL3的沉默效率在叶部为80%-95%,根部为40%-60%;灌根与注射加灌根接种,根部沉默效率为70%-90%,叶部沉默效率为15%-50%。不同接种方法产生不同程度沉默表型,且对不同内源基因沉默效率不同。接种方法对不同组织沉默效率存在差异,注射方法对叶片沉默效率最高,注射加灌根结合的方法对根部沉默效率最高。

Survivin基因沉默诱导宫颈癌细胞凋亡的实验设计

采用基因干扰的方法敲低Survivin蛋白表达,探究Survivin表达下调对人宫颈癌细胞凋亡的影响。实验将聚乙烯亚胺(PEI)作为siRNA传输的载体,在无血清条件下,聚乙烯亚胺有效压缩、保护和传输siRNA。PEI/siEGFP复合物高效转染Hela/EGFP细胞后,EGFP蛋白的表达量显著下降。而有血清条件下,PEI/siEGFP复合物不稳定,导致PEI/siEGFP的细胞摄取降低,影响了EGFP基因沉默的效果。Survivin基因干扰实验显示高效转染PEI/siSur复合物后,显著降低了Survivin基因表达。而Survivin表达的下调激活了凋亡信号通路中关键性激酶Caspase-3,从而诱导Hela细胞凋亡。该实验为宫颈癌的治疗提供了新的策略。

启动子上的增强子和CpG岛在转基因沉默和位置效应中的作用

目的探讨哺乳动物细胞表达载体启动子上增强子和CpG岛调控元件在转基因沉默和位置效应中的作用。方法应用带增强子的八聚体结合转录因子4(OCT4)基因启动子、带CpG岛的性别决定区Y框蛋白2(SOX2)基因启动子、带增强子和CpG岛的巨细胞病毒(CMV)基因启动子以及不含近端增强子和CpG岛的NANOG基因启动子构建哺乳动物细胞表达载体,并分别转染中国仓鼠卵巢细胞株CHO-K1细胞和人胚胎肾细胞(HEK293)。应用Image J软件中Mean算法计算OCT4、SOX2、CMV和NANOG基因启动子在CHO-K1细胞和HEK293细胞介导的增强绿色荧光蛋白(EGFP)表达的荧光强度,应用Image J软件中Mininum、Maxentropy、Mean 3种算法分别计算OCT4、SOX2、CMV和NANOG基因启动子4种载体稳定转染CHO-K1细胞后形成的多个单细胞克隆混合生长样品在同一个样本中最大荧光强度的细胞、大于平均荧光强度的所有细胞和最小荧光强度的所有细胞的EGFP平均荧光强度;应用有限稀释法从G418筛选后获得的稳定转染的多个单克隆混合的CHO-K1细胞中,分别筛选含EGFP的pE-C1、pE-Oct4、pE-Sox2、pE-Nanog质粒稳定转染CHO-K1细胞的单克隆细胞,每个质粒载体随机筛选3个单克隆细胞,应用Image J软件分析EGFP平均荧光强度;应用酶联免疫吸附法检测转染第20、30天CHO-K1细胞中EGFP蛋白表达水平,应用实时荧光定量聚合酶链式反应法检测转染第20、30天CHO-K1细胞中EGFP mRNA表达水平。结果SOX2基因启动子在CHO-K1细胞和HEK293细胞中介导表达的EGFP平均荧光强度比较差异无统计学意义(t=0.770,P>0.05)。OCT4、CMV、NANOG基因启动子在CHO-K1细胞中介导表达的EGFP平均荧光强度显著高于HEK293细胞(t=7.000、11.100、4.900,P<0.05)。SOX2基因启动子于转染第20、30天在CHO-K1细胞中介导表达的EGFP蛋白水平比较差异无统计学意义(t=0.330,P>0.05)。CMV基因启动子于转染第20天在CHO-K1细胞中介导表达的EGFP蛋白水平显著低于转染第30天(t=3.770,P<0.05);OCT4基因启动子于转染第20、30天在CHO-K1细胞中介导表达的EGFP蛋白水平比较差异无统计学意义(t=2.500,P>0.05);NANOG基因启动子于转染第20、30天在CHO-K1细胞中介导表达的EGFP蛋白表达水平比较差异无统计学意义(t=0.014,P>0.05)。转染第20天与转染第30天SOX2、CMV、NANOG基因启动子在CHO-K1细胞中介导表达的EGFP平均荧光强度值比较差异均无统计学意义(t=0.130、0.830、0.210,P>0.05);转染第30天,OCT4基因启动子在CHO-K1细胞中介导表达的EGFP平均荧光强度值显著低于转染第20天(t=5.750,P<0.05)。SOX2、CMV、OCT4、NANOG基因启动子在CHO-K1细胞中介导表达的EGFP蛋白水平比较差异无统计学意义(F=4.070,P>0.05)。CMV、OCT4、NANOG基因启动子在CHO-K1细胞中介导的EGFP mRNA相对表达量显著高于SOX2基因启动子(t=5.440、5.000、5.740,P<0.05);CMV、OCT4基因启动子在CHO-K1细胞中介导的EGFP mRNA相对表达量显著高于NANOG基因启动子(t=3.220、4.270,P<0.05);CMV基因启动子在CHO-K1细胞中介导的EGFP mRNA相对表达量高于OCT4基因启动子,但差异无统计学意义(t=1.270,P>0.05)。SOX2基因启动子介导表达的EGFP在转录水平和转录后水平差异最大(t=16.900,P<0.05);NANOG基因启动子介导表达的EGFP在转录水平和转录后水平差异次之(t=14.930,P<0.05);OCT4和CMV基因启动子介导表达的EGFP在转录水平和转录后水平差异最小(t=2.060、0.430,P>0.05)。应用Mininum、Maxentropy、Mean 3种算法计算OCT4基因启动子在多克隆下介导表达的EGFP的荧光强度比较差异无统计学意义(F=3.720,P>0.05),SOX2、CMV和NANOG基因启动子在多克隆下介导EGFP表达的荧光强度比较差异均有统计学意义(F=516.400、428.500、28.120,P<0.05)。不同单克隆细胞中的差异分析显示,4种载体在不同单克隆细胞中介导表达的EGFP荧光强度值的标准误差相比,从高到低依次为NANOG基因启动子在不同单克隆细胞中介导表达的EGFP荧光强度值标准误差、SOX2基因启动子在不同单克隆细胞中介导表达的EGFP荧光强度值标准误差、OCT4基因启动子在不同单克隆细胞中介导表达的EGFP荧光强度值标准误差、CMV基因启动子在不同单克隆细胞中介导表达的EGFP荧光强度值标准误差,且OCT4基因启动子与SOX2、CMV基因启动子在单克隆细胞中介导表达的EGFP平均荧光强度比较差异有统计学意义(t=3.070、4.360,P<0.05)。结论带CpG岛的启动子能在转录后克服转基因沉默效应,带增强子的启动子具有克服位置效应的作用;二者的恰当组合可用于设计在哺乳动物细胞中高效稳定表达的启动子。

phyA、phyB基因沉默对不同秋眠型苜蓿光受体基因表达量的影响

苜蓿秋眠性是苜蓿一种生长特性,是苜蓿应对环境变化的一种特殊休眠方式,和日照长度及光周期敏感度有关。本试验研究沉默光敏色素A、B基因对苜蓿光受体基因表达的影响,检测phyA、phyB基因沉默对不同秋眠型紫花苜蓿光受体基因phyA、phyB、CRY2B、FHY1表达的影响。结果表明:秋眠型紫花苜蓿phyA沉默的转基因植株T1、T2代phyA、FHY1的表达量下降(P<0.05),phyB、CRY2B的表达量上升(P<0.05);非秋眠型紫花苜蓿phyA沉默的转基因植株T1代phyA、FHY1的表达量差异不显著(P>0.05),但phyB、CRY2B的表达量显著增加(P<0.05);非秋眠型紫花苜蓿phyB沉默的转基因植株T1代phyA、FHY1的表达量显著增加(P<0.05),但phyB、CRY2B的表达量差异不显著(P>0.05)。在光信号转导途径,phyA、FHY1基因表达趋同,phyB与蓝光受体CRY2B基因表达趋同,沉默光敏色素A、B对几个光受体基因表达量均产生影响,phyA、phyB、FHY1、CRY2B之间可能存在互作效应。

基于三角梅的病毒诱导基因沉默体系的建立与优化

三角梅是紫茉莉科灌木,具有较高的观赏价值,是研究花色叶色调控的理想材料。建立快速高效的基因验证体系,是三角梅基因功能研究的关键。以三角梅‘金心双色’品种为材料,选用八氢番茄红素脱氢酶基因(PDS)为指示基因,探索不同接种部位和基因片段长度对烟草脆裂病毒(TRV)诱导三角梅叶片内源PDS mRNA沉默效果的影响,建立适用于三角梅的病毒诱导基因沉默体系(VIGS)。结果表明,摩擦注射嫩叶法相比顶端嫩茎沉默效果更明显;基因沉默片段长度在336 bp和457 bp均可诱导PDS基因沉默,后者效果更加明显。初步构建了三角梅VIGS体系,为后续基因功能研究提供了技术参考。

转录后基因沉默在植物改良方面的应用

基因沉默是生物自身的一种表达调控机制。目前,在植物生物学领域,该技术普遍应用于培育抗毒作物、研究植物基因组功能、研究植物雄性不育、作物遗传改良等方面。PTGS技术是基因沉默技术中的一种,以RNA介导的PTGS为主,被广泛应用于植物转基因技术、基因组功能、植物的病毒防御以及遗传改良。除此之外,PTGS技术也会与其他基因工程技术联合,应用于植物改良。PTGS技术与CRISPR/Cas9技术相联合被应用于转基因植物改良,快速获得纯和转基因植物。详细介绍了PTGS技术应用于植物改良,总结了其联合CRISPR/Cas9应用于植物改良,以及目前PTGS技术可能面临的问题,有利于帮助理解和推动PTGS技术在植物改良的广泛应用,并为从事相关研究的科研工作者提供思路与指导。

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-gfp 100、CMVF2092b61aa-gfp 200和CMVF2092b61aa-gfp 350其CP RNA含量比装载最适长度gfp序列的CMVF209△2b-gfp 350高10倍左右,且同样不引发明显病毒症状.由此可见,CMVF2092b61aa相比CMV-F209△2b更适合作为高效的VIGS载体,且初步探明它的最适插入片段长度为200~350 nt.

基因沉默SlERF 14促进番茄果实成熟

番茄(Solanum lycopersicum),果实富含维生素、番茄红素等是对人体有益的营养元素,是重要的蔬菜作物之一。乙烯响应因子(ethylene responsive factor,ERF)是植物特有的一类转录因子,能直接调控目标基因的表达,然而SlERF14在番茄中的功能研究尚不清楚。文章对番茄、拟南芥和甘薯中31个ERF基因家族进行系统进化树分析,筛选归纳出与SlERF 14同源性较高的1个分支的5个ERF基因进行氨基酸序列比对。结果表明,这些基因的功能可能较为保守,基因性质、结构更为接近。通过对番茄中的SlERF 14基因进行表达量分析,发现SlERF 14基因可能在果实成熟方面发挥作用。通过病毒诱导的基因沉默技术(VIGS)发现SlERF 14基因沉默促进番茄果实成熟,导致果实中的叶绿素含量减少,类胡萝卜素含量增多,在沉默15 d时,叶绿素a含量显著下调(P<0.01),类胡萝卜素含量显著上调(P<0.01)。类胡萝卜素合成相关基因(PSY1、PDS、ZDS)、叶绿素降解相关基因(NYC1、PAO、PPH、SGR 1)、乙烯合成代谢途径相关基因(ACO1、ACO3、ACS2、RIN)的表达量都表现出上调趋势(P<0.05)。推断出SlERF 14基因在番茄成熟衰老进程中发挥负调控作用。综上,文章对SlERF 14基因家族的生物信息学分析及其功能进行研究,对深入研究SlERF 14基因在番茄中的功能具有重要意义。

转录后基因沉默的机制及其应用

确定导致转录后基因沉默的原因 ,探索在转基因植物研究中避免基因沉默的对策。方法是将转基因沉默分为转录水平的沉默和转录后水平的沉默 ,分别对RNA阈值模型、异位配对和异常RNA模型、双连RNA模型等几种导致转录后基因沉默模型的分析。结果确定了转基因沉默抑制现象和转录后基因沉默的形成机制 ,以及转录后基因沉默理论和实践意义。

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特异性降解引起。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。

转录后基因沉默——植物抵御外来病毒入侵的一种机制

基因沉默是近几年来在转基因植物中发现的一种后生遗传现象。基因沉默大体可以分为两类 :位置效应引起的基因沉默和同源依赖的基因沉默。其中 ,同源依赖的基因沉默又可以分为转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默。基因沉默的发现使得人们对植物和病毒的相互关系有了一个新的认识。基因沉默研究中所发现的转录后基因沉默现象是植物抵御病毒入侵、保持自身基因组完整性的一种防御机制 ,是植物与病毒共进化的结果。对于沉默产生的机理 ,尤其是转录后基因沉默 ,已经提出不少模型 ,但是都未能较全面地解释基因沉默中出现的各种实验现象。该文现就实验所取得的相关结果、转录后基因沉默机制和植物对病毒防御机制的相互关系 。

植物转基因沉默机制及消除对策

从位置效应、转录水平的基因沉默和转录后水平的基因沉默等三个方面阐述了植物转基因沉默的作用机制,并提出了相应的消除对策,以期为寻找控制植物转基因失活技术提供帮助,促进植物基因工程的发展。

miR-625-3p基因沉默对结直肠癌小鼠的抑瘤作用及对肠道菌群的影响

目的基于16s rRNA测序分析微小RNA-625-3p(miR-625-3p)基因沉默对结直肠癌小鼠的肿瘤抑制作用及对肠道菌群的影响。方法制备、获取miR-625-3p基因沉默(Si)和沉默阴性对照(SiNe)外泌体。BALB/C小鼠腹腔注射SW620细胞(5×10^(6)),随机分为模型(A)组,奥沙利铂(Oxaliplatin,B)组,Oxaliplatin+exo-miR-625-3p-Si(C)组和Oxaliplatin+exo-miR-625-3p-SiNe(D)组,每组3只。观察miR-625-3p基因沉默对结直肠癌小鼠肿瘤体积、肿瘤细胞凋亡、肠道内容物菌群丰度及多样性的影响。结果成功分离出miR-625-3p-Si和miR-625-3p-SiNe外泌体并鉴定。外泌体干预后,与D组比较,C组miR-625-3p表达降低(t=-4.057,P<0.05),肿瘤体积减小(t=-2.331,P=0.08),凋亡增加(t=2.945,P<0.05);OTUs数量降低;门水平上,Bacteroidetes丰度升高(t=3.590,P<0.05),Firmicutes丰度降低(t=-3.608,P<0.05);筛选出C、D两组间存在显著差异菌种29种。结论MiR-625-3p基因沉默能抑制结直肠癌的发展,促进结直肠癌细胞凋亡,其机制可能与改善小鼠肠道微生态环境有关。