RNAi介导的转BtPMaT1基因烟草对烟粉虱抗性的初步研究

【目的】构建沉默烟粉虱BtPMaT1基因的烟草,并评价其抗烟粉虱表型。【方法】采集云南11个主要烟区的烟粉虱,克隆解毒酚糖的BtPMaT1基因,构建在烟草中表达BtPMaT1基因的RNAi载体,并对阳性转化植株接种烟粉虱,评价其抗性。【结果】(1)云南11个地区烟粉虱BtPMaT1基因序列存在差异,与烟草Nt-PMaT1基因序列亲缘关系较远;(2)明确了11个烟区的RNAi靶标片段,构建RNAi载体,转化获得RNAi烟草,其农艺性状与对照烟草无明显差异;(3)接种烟粉虱14~35 d后,BtPMaT1基因RNAi载体的转基因烟株虫量极显著低于对照烟株(P<0.01)。【结论】构建的沉默烟粉虱BtPMaT1基因的烟草具有良好的抗性。

RNAi技术在烟粉虱基因功能和防控研究中的应用

烟粉虱(Bemisia tabaci)是一种世界性蔬菜害虫,可传播多种植物病毒,影响植物生长发育,导致蔬菜产量下降。烟粉虱的防治以化学防治为主,但过度使用杀虫剂导致烟粉虱的抗药性不断增强,绿色防控的需求日益增加。RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一项特异性沉默靶标基因技术,广泛应用于昆虫的基因功能研究和绿色防控。通过介绍RNAi作用原理和RNAi在烟粉虱的基因功能,总结了RNAi在烟粉虱的防控应用和RNA农药的应用现状,为烟粉虱的新靶点研究和开发RNA农药进行烟粉虱防控应用提供参考。

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干扰作用(RNAi)研究进展

RNA干扰作用 (RNAi)是生物界一种古老而且进化上高度保守的现象 ,是基因转录后沉默作用 (PTGS)的重要机制之一 .RNAi主要通过dsRNA被核酸酶切割成 2 1～ 2 5nt的干扰性小RNA即siRNA ,由siRNA介导识别并靶向切割同源性靶mRNA分子而实现 .RNAi要有多种蛋白因子以及ATP参与 ,而且具有生物催化反应特征 .RNAi是新发现的一种通过dsRNA介导的特异性高效抑制基因表达途径 。

RNAi机器

小分子非编码RNA,以不同于蛋白质调控因子的全新方式,通过RNA干扰(RNAi),调控mRNA稳定性、蛋白质合成、染色质的组织和基因组的结构.由于可方便地施加和释放控制,RNAi已被广泛作为通过沉默作用研究基因功能的手段,并正在被应用于一些重大疾病的诊治.小分子RNA沉默作用的发挥依赖于一个由多种蛋白质因子组成的RNAi机器.在过去的几年中,对RNAi机器中重要蛋白质因子的结构功能,及它们在小向导RNA指导下沉默基因表达的分子机制等方面的研究都取得了诸多突破性的进展.

白菜雄性不育相关基因BcMF4基因功能的RNAi验证

BcMF4(Brassica campestris Male Fertility 4)是前一阶段从普通白菜(Brassica campestris ssp．chinensis var．communis,syn．B．rapa ssp．chinensis var．communis)核雄性不育两用系的可育株中分离到的雄性不育相关基因。本研究根据BcMF4基因的cDNA序列设计两对特异引物,从普通白菜花蕾cDNA中扩增出两个片断后连接至双元载体pBI121中,得到了RNAi(RNA interference)植物表达栽体pBI-B4R,并导入了农杆菌LBA4404菌株中;通过组织培养途径转化菜心(B．campestris ssp．chinensis var,parachinensis),72．2％的菜心转基因植株中45．8％的花粉为缩小而空瘪的畸形,而且这些植株的花粉离体萌发率降低至23．7％;Northern杂交显示,转基因植株的花粉畸形,是由于BcMF4基因片段的插入使BcMF4基因的表达受到了抑制。结果表明,采用RNAi技术下调了BcMF4基因的表达,导致了菜心转基因植株部分花粉的不育,证明BcMF4基因在普通白菜和菜心等白菜植物的花粉发育中起着重要作用。

抑制GATA-3基因表达的RNAi载体构建和筛选

GATA-3在Th2免疫网络中起至关重要的作用。本研究的目的是构建和筛选出能够高效、特异性抑制GATA-3基因表达的siRNA质粒载体。在小鼠P815细胞中转染以GATA-3作为靶基因的PSi338、PSi717和PSi1232的干涉质粒载体,通过RT-PCR和Western blot方法分别从转录和蛋白质水平观察它们对GATA-3基因表达的影响。结果表明:PSi338、PSi717均能明显抑制P815细胞中GATA-3 mRNA的表达和GATA-3蛋白的合成。结论:成功地构建和筛选出两条高效、特异性抑制GATA-3基因表达的siRNA质粒载体。

RNAi及其在功能基因组研究中的应用

RNAi是双链RNA介导的、序列特异性的转录后基因沉默 ,自 1998年发现至今已有很大进展。随着后基因组时代的到来 ,将是今后功能基因组研究中的有力工具 ,并可能用于基因特异治疗。

RNAi及其在植物遗传改良中的应用

RNAi(RNAinterfering)是由与靶基因同源的双链RNA引发的、在动植物中普遍存在的序列特异的转录后基因沉默。这种现象在动物、植物和真菌中广泛存在并被证实 ,因此可能是生物的发育调控及抗外源或内源侵染的一种普遍的生理机制。对RNAi的研究是目前生物学领域研究的热点之一 ,近几年来该技术已经在功能基因组学、遗传学和医学等诸学科得到大量应用。本文将就RNAi的机制研究及其在植物遗传改良中的应用进行综述。

利用RNAi技术抑制籽粒PPO合成改良小麦面粉白度的研究

【目的】通过RNAi策略抑制小麦籽粒ppo的表达,获得籽粒PPO酶活性低、白度高的转基因小麦新种质。【方法】构建了以小麦胚乳特异表达启动子1Dx5启动子驱动的籽粒ppo的RNAi载体pBAC47P-ppoIR,利用基因枪将该载体与含bar的表达载体基因枪共转化中优9507幼胚愈伤组织,获得T0转基因植株。通过分子鉴定(PCR、Southern杂交、半定量RT-PCR、Northern杂交)、酶活筛选和白度测定等方法对转基因植株及其后代株系进行筛选。【结果】获得了27株阳性T0转基因植株。转基因植株及其后代经PCR和Southern杂交检测表明,RNAi构件已经稳定整合到T1的12个株系中。半定量RT-PCR和Northern杂交结果表明有20株T2籽粒中ppo表达水平明显低于对照。对转基因T2灌浆期籽粒进行PPO同功酶活性分析表明,有6个株系的PPO活性有所减弱。对T4籽粒的面片白度测定表明,5个株系的白度均比对照有所提高,其中2个株系效果显著。【结论】RNAi技术的表达能抑制籽粒ppo表达,降低PPO同功酶的活性,明显提高小麦面片白度,从而为小麦面粉白度的改良、品质育种提供了材料。

针对SARS冠状病毒S蛋白的RNAi设计

为研究SARS冠状病毒的RNA干涉,以S蛋白为目标选取16个RNA干涉的靶序列,并设计用于体内转录形成以U6为启动子的siRNA发夹结构的DNA,拟将设计的DNA瞬时转染靶细胞,用定量RT-PCR法确定目标RNA被干涉的程度,用Westernblot在蛋白质水平上进行监测。针对SARS冠状病毒的RNAi设计为进一步研究奠定了理论基础,其工作的开展将在RNAi治疗、SARS冠状病毒基因功能研究、新药开发等方面发挥重要作用。

RNAi对绵羊颗粒细胞体外培养过程VEGF及其受体mRNA表达的影响

【目的】明确RNA干扰(RNAi)对绵羊颗粒细胞体外培养过程中血管内皮生长因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF)及其受体mRNA表达的影响,为开展VEGF在绵羊卵母细胞体外成熟和胚胎发育过程中信号通路的相关研究打下基础。【方法】采用电穿孔技术将针对VEGF两个受体Flt-1和KDR/Flk-1的两条有效双链小RNA导入绵羊颗粒细胞内,利用实时荧光定量PCR检测体外培养绵羊颗粒细胞各培养时间VEGF、Flt-1和KDR/Flk-1 mRNA表达水平的变化。设定筛选出的Flt-1和KDR/Flk-1有效干扰片段分别为试验组Ⅰ和试验组Ⅱ,两个干扰片段共同作用为试验组Ⅲ,无效的干扰片段为对照组。【结果】绵羊颗粒细胞体外培养过程中,VEGF mRNA在各时间段的相对表达量是Flt-1 mRNA相对表达量的102倍、KDR/Flk-1 mRNA相对表达量的103倍;培养第1 d时,试验组Ⅰ、试验组Ⅱ和试验组ⅢVEGF mRNA相对表达量分别为2.62×10-2、3.54×10-2和2.94×10-2,均极显著高于对照组(P<0.01,下同),3个试验组的VEGF mRNA表达量从第2 d开始降低,直到第6 d与对照组趋于一致。试验组ⅡFlt-1 mRNA相对表达量从培养第1 d的1.02×10-1逐渐降至第7 d的8.99×10-4,且一直极显著高于其他组;试验组Ⅰ和试验组Ⅲ在前3 d几乎无Flt-1 mRNA表达,随着培养时间的延长逐渐呈上升趋势,第8 d时各组趋于一致。试验组Ⅰ的KDR/Flk-1 mRNA相对表达量从第1 d开始极显著低于对照组;试验组Ⅱ和试验组Ⅲ在前3 d几乎无KDR/Flk-1 mRNA相对表达,随着培养时间的延长呈上升趋势,第9 d时各组趋于一致。【结论】两个有效干扰片段在绵羊颗粒细胞体外培养过程中起到很好的干扰作用,可改变VEGF、Flt-1及KDR mRNA的表达量,进而影响颗粒细胞相关生长信号的传输。

RNAi抑制过氧化物酶基因Rsprx1表达促进萝卜花青素的积累

过氧化物酶是一类广泛存在于生物中的氧化还原酶,被认为参与植物花青素的代谢.本实验利用RNAi技术,干扰萝卜过氧化物酶基因Rsprx1表达.结果表明,RNAi干扰载体的萝卜植株中过氧化物酶基因(Rsprx1)表达被抑制,过氧化物酶活性显著降低,过氧化物酶同工酶条带减少;而花青素含量在处理第9 d达到最大值;花青苷种类和含量有较大变化:天竺葵素-3-阿魏酰葡糖苷-5-丙二酰基葡糖苷、天竺葵素-3-ρ-香豆酰二葡糖苷-5-丙二酰基葡糖苷、天竺葵素-3-阿魏酰二葡糖苷-5-丙二酰基葡糖苷和天竺葵素-3-二ρ-香豆酰二葡糖苷-5-丙二酰基葡糖苷含量升高;天竺葵素-3-二葡糖苷-5-葡糖苷、天竺葵素-3-葡糖苷-5-葡糖苷和天竺葵素-3-酰化二葡糖苷-5-葡糖苷含量降低;花青素合成相关基因(Chs、Chi、Dfr、F3h和Ldox)及转录因子(Tt8)的mRNA表达水平在RNAi处理后早期有明显上调.这些结果均表明,萝卜过氧化物酶Rsprx1参与花青素的合成代谢.

NtSKP1基因的RNAi载体构建及对烟草的转化

根据枯斑三生烟草SKP1基因(NtSKP1)的序列,设计二对分别含有特定酶切位点的特异引物,以重组质粒pMD18-SKP1为模板,分别扩增目的基因的正反向片段(约473 bp)。将反向目的片段插入中间载体pHANNIBAL内含子右侧,正向目的片段插入该载体内含子左侧,再经NotⅠ酶切回收约3 916 bp目的片段,插入到双元载体质粒pART27中,成功构建了含NtSKP1基因片段正反向重复序列的植物表达载体pART27-skp1sa。将pART27-skp1sa质粒导人根癌农杆菌LBA4404中并转化烟草叶片细胞,经选择分化培养,获得转基因烟草。

RNAi抑制肾癌细胞MDR1基因表达及对顺铂化疗耐药的逆转

目的:研究RNA干扰(RNA interference,RNAi)对肾癌细胞多药耐药基因1(multidrug resistance,MDR1)表达的抑制作用,并分析干扰前后肾癌细胞对顺铂(cisplatin)敏感度的变化。方法:根据MDR1基因序列设计3条小干扰RNA(small in-terfering RNA,siRNA),转染肾癌A498细胞;RT-PCR法检测转染前后MDR1 mRNA表达水平的变化,筛选出干扰效率最高的siRNA序列;进而利用慢病毒包装siRNA重组质粒,感染A498细胞,RT-PCR法筛选沉默效果最好的细胞株进行克隆;Western印迹法检测MDR1蛋白表达水平;MTT法检测干扰前后顺铂对半数细胞抑制浓度(half inhibitory concentration,IC50)的变化。结果:3条siRNA序列均能不同程度地抑制细胞MDR1基因的表达,其中siRNA-1序列能更有效地封闭MDR1基因,使MDR1 mRNA表达水平下降67%;筛选得到稳定转染的细胞株与未干扰细胞株相比,MDR1蛋白表达量明显下降(P<0.01),并使顺铂对细胞的IC50值降低约83.37%(P<0.01)。结论:RNAi能有效抑制肾癌A498细胞MDR1基因的表达,并可显著增加其对顺铂的敏感度,从而使肾癌细胞化疗耐药逆转成为可能。

基于RNAi技术转移脂肪酸延长酶基因fae1及转基因油菜的获得

通过构建RNAi载体抑制油菜脂肪酸延长酶基因(fae1)表达,获得了油菜脂肪酸延长酶基因(fae1)功能缺失突变体。经酶切及序列测定证实,成功构建完成油菜脂肪酸延长酶基因(fae1)反向重复结构RNAi载体;通过农杆菌介导的油菜转化,经RCR及印染检测,获29个油菜转基因再生株系。

RNAi对白血病细胞mdr-1基因和多药耐药表型的影响

目的:探讨RNA干扰技术(RNAi)对慢性粒细胞白血病急变细胞系K562/AO2细胞mdr1基因的抑制和耐药表型的逆转作用。方法:选择合成封闭mdr-1基因的小干扰序列(si-MDR1),以1个碱基突变的si-MDR1-mut为对照序列,在脂质体介导下转染至K562/AO2细胞系。RT-PCR和Western blot检测mdr1 mRNA及P-gp蛋白水平,流式细胞术分析细胞内柔红霉素(daunorubicin,DNR)积累量,并以四甲基唑蓝快速比色法(MTT)反映K562/AO2对阿霉素、长春新碱、足叶乙甙药物敏感性的变化。结果:实验证实该序列能高效封闭K562/AO2细胞内mdr-1基因表达,增加细胞内化疗药物DNR积累量,增强K562/AO2细胞对阿霉素、长春新碱、足叶乙甙的敏感性。结论:RNAi可以通过抑制mdr1基因表达,逆转K562/AO2细胞耐药表型。

应用H1-U6双启动子RNAi载体筛选人泛素结合酶hUBE2W的RNAi有效靶点

hUBE2W是新近鉴定出的一种I型泛素结合酶,可能在肿瘤发生和DNA损伤修复过程中起重要作用。RNA干涉是指通过形成局部双链RNA进而特异性地降解细胞内同源基因mRNA的机制,目前已成为基因功能研究的有力工具。通过构建H1-U6双启动子RNAi载体,可以在体内直接转录出针对hUbe2w基因的两段互补小RNA,更接近于生理状态下小干涉RNA的作用。利用RT-PCR方法从293FT细胞总RNA中扩增出hUbe2w基因,分别将其连接至质粒pGL3-Control、pCMV-myc和pDsRed-express-C1中,以便在mRNA水平和蛋白水平检测RNA干涉效果。RNA干涉载体分别与上述报告载体共转染293FT细胞,测定萤光素酶活性和hUBE2W蛋白表达水平,结果显示靶点125和259能够在mRNA水平和蛋白质水平显著降低hUbe2w的表达。

RNAi的不同沉默机制及其应用

RNAi即RNA干扰 ,又称为转录后基因沉默 ,是最近发展起来的一种快速关闭基因的新方法。通过外源或内源性的双链RNA(dsRNA)在细胞内诱导同源序列的基因表达受抑的现象 ,来研究正常基因的结构、功能及疾病的发病机制等。