植物中功能载体RNA的研究
RNA沉默在分析植物基因功能方面的研究
RNA沉默在分析植物基因功能方面的研究
牛颜冰;郭失迷;申林炎;雷万钧;雷霄飞
【期刊名称】《生命科学》
【年(卷),期】2005(17)4
【摘要】RNA沉默是真核生物的一种高度保守的和序列特异的RNA降解系统,它不但是基础生物学领域的研究热点,同时在调节基因表达或研究基因功能方面也是非常有前景的。
植物中的转录后基因沉默(PTGS)是RNA沉默的一种形式,通过PTGS能对目标RNA进行特异性降解。
对双链RNA(dsRNA)在RNA沉默启动中所起中心作用的认知,形成了几种RNA沉默载体的构建方法,这些方法与基因组资源相结合,通过转基因或非转基因的方法能够快速和高效研究植物的基因功能。
【总页数】4页(P351-354)
【关键词】RNA沉默;分析;基因功能
【作者】牛颜冰;郭失迷;申林炎;雷万钧;雷霄飞
【作者单位】山西农业大学
【正文语种】中文
【中图分类】Q943.1
【相关文献】
1.病毒诱导的基因沉默在茄科植物基因功能研究中的应用进展 [J], 曲玲;李彦龙;安巍;焦恩宁;赵建华;刘兰英;秦垦;曹有龙
2.RNA沉默及其在植物基因功能研究和作物改良中的应用 [J], 柴建芳
3.RNA沉默及其在植物基因功能研究和作物改良中的应用 [J], 柴建芳
4.RNA干扰技术在植物线虫基因功能研究及虫害防治方面的应用 [J], 王高峰;冯欣;彭德良;孙建华
5.RNA沉默及其在基因功能研究中的应用 [J], 彭昊;路铁刚;贾士荣;黄大昉
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植物RNA沉默机制研究
植物RNA沉默机制研究植物RNA沉默机制是指植物细胞通过一系列的分子调控机制，抑制或降低特定基因的表达。
这一机制对于植物的生长发育、抗病能力以及适应环境变化至关重要。
本文将从植物RNA沉默的基本原理、实验方法和在植物研究领域的应用等方面进行探讨。
一、植物RNA沉默的基本原理植物RNA沉默主要通过两种机制实现，即小干扰RNA（siRNA）介导的RNA干扰和微小RNA（miRNA）介导的转录后调控。
在siRNA介导的RNA干扰中，外源性双链RNA或内源性产生的双链RNA由Dicer-like酶切割成21-24个核苷酸的小干扰RNA。
这些小干扰RNA与靶基因mRNA互补配对，导致靶基因mRNA的降解或翻译抑制。
而在miRNA介导的转录后调控中，miRNA与靶基因mRNA互补配对，通过RNA诱导的沉默复合物（RISC）的参与，抑制靶基因的翻译或降解。
二、植物RNA沉默的实验方法为了研究植物RNA沉默机制，科学家们开发了一系列的实验方法。
其中，转基因技术是最常用的方法之一。
通过构建RNA干扰载体，将靶基因序列或miRNA前体序列插入植物基因组中，使得植物细胞能够产生相应的RNA干扰或miRNA。
此外，还可以通过利用化学合成的siRNA或miRNA分子，直接转染植物细胞，实现外源性RNA干扰或miRNA处理。
最近，CRISPR-Cas9技术的出现为植物RNA沉默研究带来了新的突破。
通过CRISPR-Cas9技术，可以针对特定基因进行基因组编辑，进而研究该基因对植物RNA沉默的影响。
三、植物RNA沉默在植物研究领域的应用植物RNA沉默在植物研究领域有着广泛的应用。
首先，通过靶向特定基因的RNA沉默，可以研究该基因在植物生长发育、信号转导、逆境胁迫以及植物抗病能力等方面的功能与调控机制。
其次，植物RNA沉默技术也被用于植物基因工程领域。
例如，通过抑制植物中的某个基因的表达，可以增加植物的抗虫能力或者改善植物的农艺性状。
RNAi技术在植物基因功能研究中的应用
ＲＮＡｉ技术在植物基因功能研究中的应用摘要RNAi技术是研究基因功能的重要工具。
其原理是对某个已知基因，设计诱导其沉默的dsRNA，通过合适手段导入细胞或机体使产生干涉效应的信号分子siRNA，导致基因表达水平下降或完全沉默。
通过基因表型变化，鉴定该基因功能。
从RNAi的研究背景和作用机制出发，对近年来利用RNAi技术研究植物基因功能的概况、诱导方法和载体作一综述。
关键词基因沉默；RNAi技术；植物基因功能1RANi的研究背景1998年，Fire等[1]发现，过去利用正反义RNA阻断基因表达都是因体外制备的单链RNA中污染极少量双链RNA（dsRNA）所引起的，并发现在线虫中导入dsRNA，mRNA明显减少，推论存在某种机制特异地破坏降解内源mRNA，导致某个基因沉默，即转录后基因沉默（PTGS）。
在此情况下，启动子是活跃的但不能正常积累mRNA。
这种现象被称为RNA干涉（RNAi）。
研究表明RNAi 现象广泛存在大多数真核生物中，起到自行监控细胞中异常的mRNA、封闭该基因表达、抵御病毒感染及阻断转座子的作用。
RNAi技术是将人工合成或载体表达的小的双链RNA（siRNA）导入真核细胞，促使内源RNA降解，高效特异阻断体内特定基因的表达，诱使细胞表现出特定基因缺失表型，获得功能丧失或降低的突变体。
RNAi技术具有高度的特异性和高效的干扰活力，是研究基因功能的强有力的工具而被广泛应用。
2RNAi的作用机制对模式生物的研究发现[2]，生物体内外源或内源的dsRNA经酶切，可形成具有5’末端磷酸基、3’末端羟基和2个突出的单链核苷酸的信号分子siRNA，诱发RNAi机制。
最近研究中还发现，在植物中除了转录后水平沉默（PTGS），RNAi也能在基因的转录水平（TGS）上发挥作用。
2.1酶的作用参与RNAi发生的Dicer酶特异识别dsRNA，该酶依赖ATP，能将转基因和病毒感染等引入的dsRNA，逐步切割成含21-23个核苷酸siRNA，启动细胞内RNAi反应。
芸薹属ANR(BAN)基因家族RNA干扰载体的构建
芸薹属ANR(BAN)基因家族RNA干扰载体的构建摘要：花青素还原酶(ANR)是原花青素生物合成的关键酶，对种皮色素的积累起重要作用。
黄子是油莱的重要优质性状，但甘蓝型油菜中其基因型缺乏，表型不稳定，分子机理不清。
该实验克隆了芸薹属ANR基因家族的RNA干扰片段BANRI，将其反反片段、正义片段采用NcoI+AatII、BamHI+Xbal分别插入到改进型植物RNA干扰基础载体pFGC5941M的启动子与间隔区、间隔区与终止子之间，形成重组载体pFGC5941M—BANRI(简称为pBANRI)，复合PCR鉴定表明载体构建成功，并转化根癌农杆菌菌株LBA4404，获得工程菌株。
pBANRI 的构建有助于揭示芸薹属物种种皮色素合成的机理。
探索对油莱等植物种皮色素进行分子育种的可能性。
关键词：芸薹属；甘蓝型油菜；原花青素；ANR(BAN)；RNAi；载体芸薹属(Brassica)植物甘蓝型油菜(B.napus L.)是世界上重要的油料作物之一，与拟南芥(Arabidopsisthaliana)亲缘关系较近。
在相同遗传背景下，黄子油菜比黑子油菜具有种皮薄，出油量高，油和饼粕中色素、木质素含量低等优点，因此黄子性状是油菜遗传改良的一个重要目标。
甘蓝型油菜中不存在天然的黄子基因型，但通过远缘杂交培育的黄子甘蓝型油菜存在黄子表型欠稳定、一致性差的问题。
对拟南芥等植物的研究表明，主要种皮色素是原花青素(Proanthocvanidin.PA)，也叫缩合单宁。
PA经公共苯丙烷一核心类黄酮一原花青素复合途径而合成，先后涉及12个关键酶(PAL、C4H、4CL、CHS、CHI、F3H、F3，H、DFR、LDOXJANS、LAR、ANR、LAC)的催化反应和3种转运蛋白(GST、MATE、ATPase)的胞内转运，并有6种转录因子(WIP ZF、MYB、bHLH、WD40、WRKY、MADS)参与调控PA的合成与积累。
拟南芥实验报告
一、实验目的1. 了解拟南芥基因表达调控的基本原理和实验方法；2. 掌握利用RNA干扰技术（RNAi）研究基因表达调控的方法；3. 通过实验验证特定基因在拟南芥生长发育过程中的功能。
二、实验原理拟南芥（Arabidopsis thaliana）是一种广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学研究的模式植物。
在植物生长发育过程中，基因表达调控起着至关重要的作用。
RNA干扰技术（RNAi）是一种利用双链RNA（dsRNA）降解特定mRNA，从而抑制目标基因表达的技术。
本实验通过构建特定基因的RNA干扰载体，导入拟南芥，观察目标基因表达受抑制后的表型变化，以研究该基因在拟南芥生长发育过程中的功能。
三、实验材料1. 拟南芥野生型植株；2. 目标基因cDNA克隆；3. 载体pCAMBIA1300；4. 实验试剂：DNA连接酶、T4 DNA连接酶、限制性内切酶、pUC18载体、DNA分子量标准等；5. 实验仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、激光共聚焦显微镜等。
四、实验方法1. 目标基因cDNA克隆：利用PCR技术扩增目标基因cDNA，克隆到pUC18载体上，进行序列验证；2. RNA干扰载体构建：利用PCR和限制性内切酶技术，将目标基因cDNA克隆到载体pCAMBIA1300的RNAi表达框中，构建RNA干扰载体；3. 拟南芥转化：采用花序浸染法将RNA干扰载体导入拟南芥野生型植株；4. 表型观察：观察转化植株的生长发育状况，记录表型变化；5. 基因表达分析：采用RT-qPCR技术检测转化植株中目标基因mRNA表达水平的变化。
五、实验结果与分析1. 目标基因cDNA克隆：通过PCR和序列验证，成功克隆目标基因cDNA；2. RNA干扰载体构建：成功构建了RNA干扰载体，经测序验证无误；3. 拟南芥转化：成功转化拟南芥野生型植株，获得转化植株；4. 表型观察：转化植株在生长发育过程中出现表型变化，如叶片变小、生长缓慢等；5. 基因表达分析：RT-qPCR结果显示，转化植株中目标基因mRNA表达水平显著降低。
一种单子叶植物mirna高效过表达载体的构建方法
一种单子叶植物mirna高效过表达载体的构建方法
构建一种单子叶植物microRNA高效过表达载体已经成为一个重要的研究方向。
microRNA是一种能够调控基因表达的小分子RNA，通过构建载体能够植入目标基因，从
而获得高效过表达。
研究者首先收集可用的微RNA家株构建催化剂，并将其与单子叶植物的网络复合体结合，建立一种可以高效过表达的microRNA载体系统。
然后将这种载体注入到被开发的双链DNA中，以促进microRNA的表达。
此外，研究者还利用转染法将所述载体植入植物中，利用其特性促进microRNA的表达。
最后，研究者对其所构建的microRNA载体系统进行了大量的数据分析，确定其高效过表
达的效果。
结果表明，microRNA载体系统可以达到很高的表达效果，这种方法可以有效
促进单子叶植物microRNA的表达，有效调节特定基因的表达，可以用于后续的植物转基
因研究。
RNA的种类,发现及其功能
RNA转录后加工、编辑和修饰依赖于各类小RNA和其蛋白质复合物。在mRNA前体的加工过程中,要形成剪接体以除去内含子。snRNA有U1、U2、U4、U5、U6五种(U3参与rRNA前体加工) ,每种snRNA分别和59种蛋白质结合成小核糖核蛋白(snRNP)。由snRNP组装成的剪接体可对mRNA前体的内含子进行正确的剪接。RNA编辑是转录后通过断裂和再连接反应插入或删除若干核苷酸,或通过酶促脱氨和氨基化反应改变碱基,因而改变模板DNA的编码信息。有些
M120110236-赵开彬
水产与生命学院
生物体内RNA的种类和功能
摘 要:生物体内目前已发现的RNA有十多种。RNA可以作为病毒基因组;RNA在蛋白质生物合成,包括转录、转录后的加工、编辑、修饰中扮演了重要角色;具有重要的催化和持家功能,对基因表达和细胞功能进行调节,并在生物进化中起重要作用.ＲＮＡ是一类极其重要的生物大分子，它不仅种类繁多，而且其结构也比ＤＮＡ要复杂得多。不同种类的ＲＮＡ其结构虽有共同之处，但也有着显著的差异。由于ＲＮＡ种类和结构的多样性，这就决定了ＲＮＡ具有多种生物学功能。关键词ＲＮＡ结构，ＲＮＡ功能ＲＮＡ是核糖核酸的缩写符号，绝大多数ＲＮＡ都是一条多核着酸单链。ＲＮＡ是种类繁多、结构复杂、功能多样的一类重要的生物大分子。ＩＲＮＡ种类信使ＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、转移ＲＮＡ（ｔＲＮＡ）、和核糖体ＲＮＡ（ｒＲＮＡ）是细胞质中参与蛋白质合成的三类主要的ＲＮＡ。此外还有小分子细胞核ＲＮＡ（ｓｎＲＮＡ）、染色质ＲＮＡ（。ｈＲＮＡ）、反义ＲＮＡ、翻译控制ＲＮＡ（ｔＣＲＮＡ）、双链ＲＮＡ（ｄｓＲＮＡ）、细胞质小分子ＲＮＡ（ＳＣＲＮＡ）、具有催化活性的ＲＮＡ及各种病毒ＲＮＡ等。
关键词:RNA;种类;功能
提叶片rna的方法
西师大版五年级下册《总复习》数学教案一、教学内容二、教学目标1. 熟练掌握分数的乘除法运算，并能解决实际问题。
2. 理解长方形和正方形面积的计算方法，能够运用到实际情境中。
3. 掌握体积的概念和体积单位，能够进行简单的体积计算。
三、教学难点与重点教学难点：分数的乘除法运算，长方形和正方形面积的计算，体积的计算。
教学重点：分数乘除法的运算规律，长方形和正方形面积的计算方法，体积的计算方法。
四、教具与学具准备教具：黑板、粉笔、教学课件、模型。
学具：练习本、铅笔、直尺、量角器。
五、教学过程1. 导入：通过实践情景引入，让学生收集生活中与分数、面积、体积有关的物品，激发学生学习兴趣。
a. 分数的乘除法：以水果切分为例，引导学生理解分数的乘除法运算。
b. 长方形和正方形的面积：以房间铺砖为例，让学生了解面积的概念和计算方法。
c. 体积和体积单位：以水杯倒水为例，让学生感受体积的概念，并认识体积单位。
2. 例题讲解：a. 分数乘除法运算：讲解分数乘除法的运算规律，结合实际例题进行讲解。
b. 长方形和正方形面积计算：以实际图形为例，讲解面积计算方法。
c. 体积计算：通过实际物品的测量，讲解体积计算方法。
3. 随堂练习：针对每个知识点设计练习题，让学生及时巩固所学内容。
六、板书设计1. 分数的乘除法运算规律。
2. 长方形和正方形面积的计算公式。
3. 体积的计算方法。
七、作业设计1. 作业题目：a. 计算分数的乘除法：2/3 × 4/5，1/4 ÷ 2/3。
b. 计算长方形和正方形面积：一个长方形长为6厘米，宽为4厘米，求面积；一个正方形边长为5厘米，求面积。
c. 计算体积：一个长方体长为10厘米，宽为5厘米，高为2厘米，求体积。
答案：a. 2/3 × 4/5 = 8/15，1/4 ÷ 2/3 = 3/8。
b. 长方形面积：6厘米× 4厘米 = 24平方厘米；正方形面积：5厘米× 5厘米 = 25平方厘米。
植物 miRNA 的生物功能与研究方法
植物 miRNA 的生物功能与研究方法伊六喜;苏少锋;刘红葵;斯钦巴特尔∗【摘要】植物 microRNA(miRNA)是近年来发现的一类在植物体内普遍存在的内源非编码小 RNA,与植物基因表达调控相关。
本文综述了植物 miRNA 的特点、miRNA 与植物发育的关系及调控机制、植物 miRNA 研究方法等,对植物生长发育以及抗性的调控机制提供了研究方向,同时对于一些基因家族研究提供了理论基础。
% MicroRNAs (miRNAs) are a kind of endogenous small non-coding RNAs commonly found in plants in recent years, and are involved in gene expression in plants. This paper reviews the characteristics of the plant miRNA, the relationship between miRNA and plant development, as well as regulatory mechanism, and research methods in plants, so as to make a direction to do research on regulatory mechanism of plant growth and development as well as plant resistance, at the same time to provide a theoretical basis for some gene family research.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】5页(P166-170)【关键词】microRNA;植物;基因调控【作者】伊六喜;苏少锋;刘红葵;斯钦巴特尔∗【作者单位】内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010031;内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010031;内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010031;内蒙古农牧业科学院，呼和浩特 010031【正文语种】中文长期以来,多数研究者认为除了成熟snRNA、tRNA和rRNA外,大部分RNA仅仅在DNA和蛋白质之间起桥梁作用,但随后发现RNA也可能参与真核细胞中基因表达的调控[1]。
植物分子生物学研究植物分子结构功能和相互作用
植物分子生物学研究植物分子结构功能和相互作用植物分子生物学是一门研究植物分子结构、功能和相互作用的学科。
通过对植物细胞和分子水平的研究，可以深入了解植物的生物化学过程、代谢途径以及与其他生物的相互关系。
本文将对植物分子生物学的研究内容和意义进行探讨。
一、植物分子结构的研究植物由多种分子组成，包括蛋白质、核酸、碳水化合物和脂质等。
植物分子生物学研究的首要任务是确定和描述这些分子的结构。
通过使用分子生物学技术，研究人员可以解析植物分子的组成和空间结构，从而深入探究其功能和相互作用。
在植物分子结构研究中，核酸和蛋白质是两个重要的研究对象。
核酸包括DNA和RNA，是植物遗传信息的主要载体。
通过对植物DNA和RNA的序列分析和结构确定，可以了解植物基因组的组成和调控机制。
而蛋白质在植物中具有重要的功能，包括参与代谢途径、调控生长发育和响应环境胁迫等。
对植物蛋白质的结构和功能研究，对于深入理解植物生物学过程具有重要意义。
二、植物分子功能的研究植物分子生物学的另一个重要方向是研究植物分子的功能。
通过确定分子的结构，可以推测其功能和参与的生物学过程。
在植物分子功能研究中，关注的重点包括酶的催化机制、激素的信号传导和基因的表达调控等。
酶是植物代谢途径中的关键催化剂。
植物分子生物学的研究揭示了多个酶的结构和功能，为深入了解植物代谢途径提供了基础。
激素在植物生长发育和应对环境胁迫过程中起到重要作用。
研究人员通过研究激素受体的结构和信号传导途径，深入了解了激素参与的生物学过程。
此外，植物基因的表达调控是植物生物学研究的热点领域。
研究植物基因的启动子、转录因子和表达抑制因子等分子的结构和功能，可以进一步揭示植物基因调控的分子机制。
三、植物分子相互作用的研究植物分子之间的相互作用对于植物生物学的理解至关重要。
植物分子生物学的研究揭示了多个重要分子间相互作用的机制，包括蛋白质-蛋白质相互作用、蛋白质-核酸相互作用和激素-受体相互作用等。
分子生物学知识：RNA在植物和动物中的生物活性和调控机制
分子生物学知识：RNA在植物和动物中的生物活性和调控机制RNA在生物体内发挥着重要的生物活性，包括了mRNA、tRNA、rRNA和一些调控性质的miRNA、siRNA等，而在植物和动物中，这些RNA的生物活性和调控机制是与生俱来的，包含了基因转录、翻译、mRNA的稳定性保持、RNA交互和信号转导等等。
在植物和动物中，mRNA是进行基因转录和翻译的主要载体。
在基因转录过程中，RNA聚合酶从DNA的一个链中合成RNA分子，然后将这些RNA分子导入到细胞质中。
在转录后，mRNA需要经过剪切、修饰等多个步骤，才能保证它们的生物活性。
特别是在动物的胚胎发育中，在不同的发育阶段，mRNA的稳定性保持和控制是必要的。
此时，调控性的miRNA和siRNA通过对mRNA的降解和剪切来控制mRNA的表达量和翻译，从而影响细胞发育的过程。
在植物中，mRNA的交互和信号转导也具有重要的作用。
植物中一些特定的RNA分子被称为小RNA，它们能够参与植物体内不同细胞器的调控和信息传递。
比如，miRNA和siRNA能够结合到特异的基因位点，从而调控其表达和翻译；另外，tRNA也能够通过与mRNA的结合组成siRNA，从而发挥重要的调控功能。
此外，小RNA还能够介导植物对环境的应答反应，如在水稻干旱环境下，tRNAs能够参与活性氧的调控，从而保证水稻在干旱条件下的存活。
值得注意的是，RNA是动态的、具有时序的分子，其生物活性和调控机制也可能与不同细胞、不同组织有着不同的异质性差别。
比如，在动物胚胎发育中，不同细胞的miRNA和siRNA表达水平和模式是不同的。
另外，在动物的细胞凋亡过程中，一些特定的miRNA和siRNA 的表达也会发生变化，从而保证细胞凋亡时的顺利进行。
综上所述，在植物和动物中，RNA的生物活性和调控机制是非常复杂、分布广泛的。
随着人类对RNA分子的研究深入，RNA可能也将成为人类动植物健康和疾病发展诊治的重要标志物和治疗手段。
RNA的种类发现及其功能
RNA的种类发现及其功能RNA是一类与DNA相互作用的核酸分子，具有多种类型、广泛的发现及丰富的功能。
本文将对RNA的种类、发现和功能进行详细阐述。
1.信使RNA（mRNA）：mRNA是由DNA中的基因转录得到的RNA，携带着从基因中编码的蛋白质合成所需的信息。
mRNA决定了生物体中蛋白质的种类和数量。
2.转运RNA（tRNA）：tRNA主要参与蛋白质的合成过程，负责将氨基酸运送到蛋白质合成的位点上。
tRNA具有亚稳特征序列，可以与mRNA上的密码子结合，从而帮助选择正确的氨基酸。
3.核糖体RNA（rRNA）：rRNA是核糖体的重要组成部分，负责蛋白质的合成。
rRNA通过与蛋白质结合形成核糖体，提供了蛋白质合成所需的平台。
4. 微小RNA（miRNA）：miRNA是一类短小的RNA分子，可以与mRNA 结合从而降低目标基因的表达水平。
miRNA在基因调控、细胞分化以及生物体发育等方面发挥着重要的功能。
6. 长链非编码RNA（lncRNA）：lncRNA是一类较长的非编码RNA分子，它们不参与蛋白质的合成，但在转录调控、底层探针、细胞周期以及基因表达调控等方面发挥着重要的作用。
RNA的发现：RNA的发现可以追溯到20世纪中叶，当时的科学家们通过对细胞的细致观察，发现了胞质和细胞核中存在着不同类型的核酸分子。
后来，在核酸的研究中发现，DNA可以通过转录生成RNA，这些被转录出来的RNA被称为转录产物或RNA。
随着分子生物学技术的不断发展，科学家们可以更加细致地研究RNA的性质和功能。
RNA的功能：1.蛋白质合成：RNA是细胞内蛋白质合成的基础。
mRNA携带着从基因中编码的蛋白质合成所需的信息，通过与核糖体和tRNA的相互作用，完成蛋白质的合成过程。
2. 基因调控：miRNA和siRNA等非编码RNA可以通过与mRNA结合从而影响基因的表达水平，调控生物体的发育、分化和细胞功能等过程。
3. 基因剪接：lncRNA在基因剪接中发挥着重要的作用。
RNA介导基因沉默的机制和功能研究
RNA介导基因沉默的机制和功能研究DNA，作为生命体内重要的遗传信息载体，一直被认为是决定性的，但随着基因组学研究的不断深入，科学家逐渐发现，细胞中还存在着许多对于DNA的加工和修饰机制，这些机制都能够通过改变基因的表达水平来影响细胞的生理和生化过程。
而这其中的一个特别的机制，就是RNA介导的基因沉默。
RNA介导的基因沉默在细胞内发挥着重要的作用，它参与着细胞周期调控、发育、免疫和代谢等多个生物学过程，并在这些过程中发挥着不同的功能。
本文主要讨论RNA介导的基因沉默的机制和功能研究。
一、RNA介导的基因沉默的机制在RNA介导的基因沉默机制中，RNA分子与某些蛋白质组成复合物，形成RNA识别复合物(RISC)，通过对靶基因mRNA的特异性靶向与结合，从而实现对于基因的调控。
研究显示，RNA介导的基因沉默主要是通过siRNA和miRNA来实现的。
siRNA(small interfering RNA)是由外源的双链RNA引发的一种高度特异性的RNA干扰(mRNAi)。
siRNA主要由外源RNA病毒或宿主昆虫细胞中产生，引起RNA干扰后，Dicer软件的RNA酶切割能够有效地分解siRNA的双链结构，分解后siRNA将形成RISC复合物，与mRNA靶标物进行互补配对并最终沉默。
siRNA可用于体内和体外基因功能的研究，以及引发基因沉默的治疗策略。
miRNA(micro RNA)则是内源生物合成的单链RNA，其长度通常为22个核苷酸。
与siRNA类似，miRNA也可以与RISC复合物结合，识别靶标mRNA，并在靶标mRNA上调节其翻译或降解。
miRNA广泛存在于生命体内，与细胞周期、细胞分化、细胞凋亡；乃至免疫反应等多个生物学过程密切相关，是一种重要的基因沉默机制。
二、RNA介导的基因沉默的功能RNA介导的基因沉默，在细胞生理、生化过程中发挥着重要的作用，参与调节着基因表达，影响了多种生物学过程的发生和发展。
一种用于植物基因沉默的新RNAi载体的构建
一种用于植物基因沉默的新RNAi载体的构建宋梦如;陈可钦;郭运娜;雷莹莹;代红艳【期刊名称】《沈阳农业大学学报》【年(卷),期】2017(048)006【摘要】RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术是研究基因功能的一种常用方法.为解决目前植物RNAi载体构建繁琐复杂的问题,本研究以常用的植物过量表达载体pRI 101-AN为基础,在其多克隆位点处插入源自pKANNIBAL载体的内含子序列,获得pRNAi-E载体.在此基础上,只要将目的基因特异序列的正反向片段分别连接到内含子两侧,即可构建目的基因的RNAi载体.为了验证pRNAi-E载体的效果,苹果IA A 29(MdIA A 29)基因的正向和反向片段被插入到pRNAi-E载体上,获得了MdIA A 29基因的RNAi载体pRNAi-IAA29.通过农杆菌介导的遗传转化,获得了GL-3苹果的转基因株系.qRT-PCR数据显示转基因苹果植株中IA A 29的转录水平比非转基因对照显著下调,表明基于pRNAi-E构建的RNAi载体能够有效地沉默苹果内源基因的表达.本研究构建的pRNAi-E载体使得植物基因RNAi载体构建变得简单高效,对于开展植物基因功能验证研究具有一定意义.【总页数】6页(P719-724)【作者】宋梦如;陈可钦;郭运娜;雷莹莹;代红艳【作者单位】沈阳农业大学园艺学院,沈阳110161;沈阳农业大学园艺学院,沈阳110161;沈阳农业大学园艺学院,沈阳110161;沈阳农业大学园艺学院,沈阳110161;沈阳农业大学园艺学院,沈阳110161【正文语种】中文【中图分类】Q782【相关文献】1.小鼠B7-1基因RNAi慢病毒载体的构建及其沉默效应研究 [J], 孔永;沈立军;王婧;朱莹;蔡磊;邱玉华;黄莉2.人PETA-3／CD151基因RNAi慢病毒载体的构建及沉默效应鉴定 [J], 王绍清;王俊平;徐凤琳;艾中伟;刘婷3.鸡耳蜗EFNA2基因RNAi慢病毒载体的构建及其靶基因离体沉默效率 [J], 余佳;向明亮;吴皓;沈晨凌4.沉默Toll样受体4基因表达的RNAi慢病毒载体的构建 [J], 阮静;王旭;李煜生;刘爱华;姜勇5.木薯eIF4E7基因RNAi载体构建及沉默效果分析 [J], 张秀春;武亚丹;张春微;王健华;余乃通;刘志昕因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
植物基因功能研究的主要方法_3215
植物基因功能研究的主要方法随着植物基因组计划的实施和完成，大量的基因组数据库和EST数据库得以建立和完成，因此产生的问题是成千上万新基因的功能有待分子生物学家鉴定。
研究植物基因功能主要有两种策略：正向遗传学和反向遗传学策略。
正向遗传学是传统的方法，策略是通过筛选天然或人工产生的突变体进而克隆相关目标基因，即从功能（表型）－突变体－基因，最后得到具有相关功能（如对干旱敏感或耐旱）的基因，常用手段是图位克隆并结合一些基因差异表达筛选技术（如差减杂交、差异显示PCR、差异显示分析等）。
反向遗传学的策略是从已知的基因序列入手鉴定其功能，研究手段包括基因的互补实验、超表达、反义抑制、基因敲除、基因激活等。
采用反向遗传学鉴定基因功能是基因组计划由结构基因组学过渡到功能基因组学的必然要求。
目前，植物抗逆性功能基因的研究策略主要集中在利用差减杂交、差异显示PCR、差异显示分析、cDNA微阵列（或基因芯片）等技术筛选与逆境胁迫相关的表达序列标签（EST）或转录因子，然后利用反向遗传学等技术对转录因子的功能进行研究。
正向遗传学手段主要集中在抗逆性状的遗传分析和QTL定位方面，然而目前尚无抗逆性状QTL基因克隆的报道；通过突变体抗逆筛选的途径主要是在模式植物拟南芥中，特别是克隆了一大批与ABA合成或ABA 敏感性有关的基因，例如ABA不敏感的abi8突变体(Brocard-Gifford et al., 2004)。
近年来许多国家（特别是我国）的水稻突变体数量剧增，为通过抗逆筛选克隆基因奠定了基础。
综合利用这些研究手段可以全面地了解植物对胁迫响应的复杂机制和相互作用以及相应的信号传导途径，从而为更加高效地利用基因工程技术来提高植物的抗逆性奠定基础。
下面就几种常见的研究抗逆基因功能的策略作简要介绍。
1. 超量表达（Over-expression）超量表达是指将目的基因全长序列与高活性的组成型或组织特异型启动子融合，通过转化获得该基因产物大量积累的植株，从而扩大该基因在生理生化过程中的效应，这部分扩大的效应带来的与正常植株在各种表型上的差异有助于帮助理解基因功能。
植物分子生物学的研究对象和实验技术方法
植物分子生物学的研究对象和实验技术方法植物分子生物学是研究植物在分子水平上的生物学规律的科学领域。
通过分析植物的遗传物质、基因表达和代谢途径等，可以深入了解植物的生命过程，揭示植物与环境的互作关系，以及探索植物在抗病、抗虫和适应恶劣环境等方面的潜力。
本文将介绍植物分子生物学的研究对象以及常用的实验技术方法。
一、植物分子生物学的研究对象1. DNA（脱氧核糖核酸）DNA是组成植物遗传物质的分子，携带着植物的遗传信息。
研究DNA可以帮助人们了解植物的遗传特征、遗传变异和遗传传递机制等。
比如，通过测序整个植物基因组的DNA，可以揭示植物的基因组结构和功能注释，进而推动植物基因组学的发展。
2. RNA（核糖核酸）RNA是DNA的转录产物，不仅可以传递遗传信息，还参与植物的蛋白质合成。
研究RNA可以揭示植物的基因表达机制、基因调控网络以及非编码RNA等。
常见的RNA研究包括转录组学、函数性基因组学、小RNA研究等。
3. 蛋白质蛋白质是植物生命过程中的重要分子机器，参与植物的代谢、信号传导和细胞结构等方面。
研究蛋白质可以揭示植物的蛋白质互作网络和功能调控机制等。
常见的蛋白质研究技术包括质谱分析、蛋白质组学、蛋白质互作研究等。
4. 代谢产物代谢产物是植物基因表达和代谢途径的终产物，可以反映植物在不同生理状态下的变化。
研究代谢产物可以揭示植物的代谢途径和代谢调控等。
常见的代谢物研究包括代谢组学和药物组学等。
二、植物分子生物学的实验技术方法1. PCR（聚合酶链式反应）PCR是一种基于DNA扩增原理的技术，可以在短时间内扩增特定DNA片段。
它被广泛应用于植物基因克隆、遗传多样性分析和基因表达分析等。
PCR技术具有高效、灵敏和可靠的特点。
2. 基因克隆基因克隆是指将感兴趣的基因从DNA中分离并插入到载体中，然后再将载体导入植物细胞，实现外源基因的表达。
常见的基因克隆技术包括限制性内切酶切割、DNA连接和质粒构建等。
RNA干扰及其在植物中的应用进展
Ｒ ＮＡ 干扰 的发 现 揭开 了序 幕 。该研 究组 将特 定序列 的反 义 Ｒ ＮＡ 注入 线虫 体 内以研 究相 应基 因 的功 能 ，
虽然 达 到 了预 期 的 目的 ， 意外 发现 作为对 照 的有义 ＲＮＡ也 抑制 基 因表 达 。１ ９ 却 ９ ８年 ， ｉ Ｆｒ ｅ等 在前人研
反 向重 复序列 ， 并且 用 一段无 关 顺序 隔开 ， 转 录受 到一 个 强启 动 子 的控 制 ， 过转 基 因实 现 ｈ Ｒ 其 通 ｐ ＮＡ 诱 导产 生 Ｒ ＮＡ 干扰 ［ 。Ｃ ＭＶ３ ｓ ８ ａ ５ 启动 子是 应用 比较 广 泛 的启 动 子 ， 在 水 稻 、 米 等 禾本 科 植 物 中的 表 但 玉 达 强度 比双子 叶植 物 中的低 ， 以在 禾 本科 植 物 的 表 达载 体 ， 用 ｕ ｉｕｔ 动 子 可达 到 较 高 的干 扰 所 采 ｂｑ ｉｎ １启 ｉ
维普资讯
长江大学学报（ 自科 版 ）农 学 卷 ２０ 年 ９ 第 ４卷 第 ３ ０７ 月 期 Ｊ ｕｎｌ ｆ ａ ｇ ｅＵ ｉｅｓ ｙＮ ｔ ｃ Ｅ ｉ ｇｉ ｃ Ｖ Ｓ ｐ ２ ０ 。 １４Ｎ ． ｏｒａ ｏ ｎ ｔ ｎｖｒ ｔ（ ａ ｉ ｄｔ ｒ Ｓ ｉ ｅ． ０ ７ Ｖｏ． ｏ ３ Ｙ ｚ ｉ Ｓ ）Ａ
究 的基础 上将 反义 Ｒ ＮＡ、 有义 Ｒ ＮＡ 以及 ｄ Ｒ ｓ ＮＡ 分别 导人 线虫 体 内 ， 现 ｄ Ｒ 发 ｓ ＮＡ 对靶 基 因表 达 的抑制
能力 是最 强 的 ， 并将 ｄＲＮＡ 抑制 基 因表达 的作 用称作 ＲＮＡ干扰 。 ｓ
２ Ｒ Ａ干 扰的应 用 Ｎ
Ｒ ＮＡ 干扰 是发 现或 验证植 物 基 因功能 的有 利工 具 ， 也是 改 变所 选 基 因表 达 的快 速 途径 。随着 Ｒ ＮＡ 干扰机 制研究 的不断 深入 ， ＲＮＡ 干扰作 为高 效 、 列特 异 的基 因沉 默 ， 序 在植 物 基 因 功能 分析 、 因 表达 调 基 控 及 功能基 因组 研究 ， 良农作 物性 状 ， 高抗逆性 ， 改 提 尤其 在抗病 毒 方面 得到广 泛应 用 。
RNA干扰及其在植物中的研究进展
28卷05期Vol.28,No.05草 业 科 学PRA TACUL TU RAL SCIENCE823-83005/2011 RNA干扰及其在植物中的研究进展张森浩,严学兵,王成章,文开新,许来俊(河南农业大学牧医工程学院,河南郑州450002)摘要:RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种由双链RNA(double2stranded RNA,dsRNA)介导、能够特异沉默靶基因的转录后基因沉默现象,为植物基因功能的研究开辟了新途径。
本研究主要综述了RNA干扰现象的发现、RNA干扰的过程及其特点、RNA干扰在植物中的诱导方法及载体构建、近年来RNA干扰在植物基因功能和抗病性等方面的研究进展,以及对该技术的理论研究和应用展望,以期对RNA干扰技术在植物中的深入研究提供指导。
关键词:RNA干扰;双链RNA;靶基因;植物中图分类号:Q946 文献标识码:A 文章编号:100120629(2011)0520823208① 2006年10月2日,瑞典皇家卡罗琳医学院的诺贝尔大会宣布,本年度诺贝尔生物医学奖由美国马萨诸塞医学院的克雷格・梅洛(Craig C.Mello)教授和斯坦福大学医学院教授安德鲁・法尔(Andrew Z.Fire)分享,以表彰他们发现RNA干扰现象的贡献[1]。
RNA干扰是指外源或内源性的双链RNA 进入细胞后引起与其同源的RNA特异性降解,从而抑制相应基因表达,表现出特定基因缺失的现象,它与植物中的共抑制(co2suppression)或转录后基因沉默(po stt ranscriptional gene silencing,P T GS)、真菌中的基因阻抑(quelling)一样,均是生物体内普遍存在的一种生理机制[2]。
RNA干扰现象普遍存在于动植物中[3]。
在过去的20年,RNA干扰作为沉默基因表达的本能机制而出现,这种古老的抗病毒反应可以用来特定地抑制某种目的基因功能, RNA干扰正在成为一个非常有效的研究工具用于揭示许多基因的功能[4]。
RNAi技术在植物基因功能研究中的应用
工作 研 究
《 现代 农业 科技 ｝ ０７年第 １ 期 ２０ ８
Ｒ Ａ 技术在植物基 因功能研究 中的应用 Ｎ ｉ
黄 丹莹 １ ， ２
（揭 阳职 业 技 术 学 院 ． 东 揭 阳 ５ ２０ 华 南农 业 大 学 生 命 科 学 学 院 ） ’ 广 ２０ ０；
基 因序 列标 签 （ Ｔ）］ ＧＳ ［ ４ 。 ３１ 植 物体 中 的 ｌ Ａｉ 导方 法 ． 诱
对 模 式 生 物 的 研 究 发 现 ［， 物 体 内 外 源 或 内 源 的 ２生 １ ｄＲＮＡ经酶切 ． ｓ 可形 成具 有 ５ 末端 磷酸 基 、 ’ ’ ３ 末端 羟基 和 ２ 个突 出 的单 链核 苷酸 的信 号 分子 ｓ ｉ ＲＮＡ， 诱发 ＲＮＡ 机 制 。 ｉ 最近 研究 中还发现 ， 植物 中除 了转 录后水 平 沉默 （ ＴＧ ） 在 Ｐ Ｓ， ＲＮ 也能在 基 因 的转录水 平 （ Ｓ 上发 挥作 用 。 ＴＧ ）
（ｈ ｉ ＲＮＡ） 能产 生 稳定 遗传 的 ＲＮＡ 现 象同， 诱 导 目的基 ｐ ， ｉ 其 因沉默 效 率高 ， 用性 广 ， 用潜 力大 。ｓ ＮＡ或 Ｉｈ 适 应 ｄＲ ｐ ＲＮＡＨ Ｂ ’ 通 过 以下 几种方 法 呈递 到植 物体 内 。 ３ １ １ 微 弹 轰 击 法 。 ｄＲ ．． 将 ｓ ＮＡ 或 含 内 含 子 的 发 夹 结 构
Ｒ ｉ 术 是将人 工合 成或 载体 表达 的小 的双 链 Ｒ ＮＡ 技 ＮＡ
（ｉ ｓ ＫＮＡ） 导入 真 核细 胞 ， 使 内源 ＲＮＡ降 解 ， 效 特 异 阻 促 高 断体 内 特定 基 因的 表达 ， 使 细 胞 表现 出特 定基 因缺 失 表 诱 型 ．获 得功 能丧 失或 降低 的突变 体 。 ＲＮＡ 技 术 具有 高度 的 ｉ 特异 性 和 高效 的干 扰 活 力 ， 研 究基 因功 能 的强 有 力 的 工 是
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植物中功能载体RNA的研究
植物是我们生态系统中至关重要的组成部分。
人们对植物的研究旨在理解它们
的生长、发育和适应性。
在植物研究的过程中，科学家们发现了许多基因启动和转录的机制，这些机制直接影响着植物的生产力和物种多样性。
丝状植物RNA （sRNA）作为一种非编码RNA分子，被发现能够调控植物基因表达。
他们在植
物中被发现扮演着各种各样的角色。
本文将讨论sRNA的功能以及植物中sRNA的研究进展。
sRNA的功能
sRNA是一类短小的非编码RNA分子，其长度在20-30个核苷酸之间。
sRNA
广泛存在于植物、动物、细菌和真核生物中，并在许多重要的生物过程中发挥作用。
sRNA通过结合蛋白质和DNA影响细胞对信号和DNA序列的处理，从而调节基因表达的水平。
实验证明，植物sRNA可以被基因底物特异性识别，从而具有调节基因表达的
能力。
植物sRNA的功能包括：1)抗病毒防御；2)器官发育和生殖；3)植物逆境适
应性。
因此，这些小而精密的分子不仅为植物基因组中编码蛋白质所无法完成的调控提供了一个新的领域，而且为人们研究植物的分子遗传学和细胞生物学开拓了新的视野。
植物中sRNA的研究进展
已知，植物中sRNA的数量很多。
许多手段被用来检测并鉴定sRNA母体，这
包括比较基因组学方法以及直接随机测序。
此外，研究人员开发了一种名为“RNA
富集”方法，可以提供有关sRNA特定子集的信息。
sRNA的定位在很大程度上由
其功能特征决定，包括它们与靶基因的互作方式。
植物sRNA的研究揭示了这些分子在不同的生物过程中的作用。
从调控基因表
达到响应逆境压力，sRNA的多个功能均已在植物中得到证实。
通过了解sRNA在
植物逆境适应性中的作用，科学家们可以更好地了解作物的适应性，以便为亚洲、非洲和拉丁美洲等地区的农业生产做出更好的贡献。
此外，研究人员对sRNA基因工程的利用也引起了越来越多的关注。
在植物生
长和发育的过程中，适当的基因表达是非常重要的。
然而，许多植物基因往往很难被传统的遗传方法进行调控。
利用sRNA和最新的基因工程技术，科学家们可以选择性地调控植物基因表达，从而优化作物生产能力和抗病能力。
结论
sRNA是一种独特的、不可缺少的RNA分子，是植物研究中的重要组成部分。
研究发现，sRNA在植物的许多生物过程中发挥了关键的调节作用。
对于sRNA的
研究，科学家们正在努力探索这些分子在植物逆境适应性、生长和发育中的作用，并寻求利用其进行基因工程。
这些努力将有助于推动农业生产技术的进步，并为维持生态平衡做出贡献。