反义技术及其在植物基因工程中的应用
反向遗传学在植物研究中的应用
反向遗传学在植物研究中的应用作者：闫晓丹来源：《中国果菜》 2010年第3期摘要:反向遗传学是直接从遗传物质入手来研究生命现象与规律的, 其相应的操作技术已在生命科学研究的各个领域显示出了广泛的应用前景。
本文就反向遗传学在植物研究中的应用进行了评述, 并对其前景进行了阐述。
关键词：反向遗传学技术；反向遗传学1、反向遗传学及其技术介绍反向遗传学（reverse genetics）是相对于正向（经典）遗传学而提出的。
经典遗传学的系统研究是从孟德尔的豌豆花实验开始的，就是通过研究生物的表型、性状来推测其遗传物质组成、分布与传递规律等，从而研究生命过程的发生与发展规律的。
即正向遗传学主要研究生物突变性状的遗传行为，如控制突变性状的基因数目及其在染色体上的位置以及突变性状在后代中的传递规律等。
反向遗传学则是在已知基因序列的基础上，利用现代生物理论与技术，通过核苷酸序列的突变、缺失、插入等手段创造突变体并研究突变所造成的表型效应。
即反向遗传学是直接从生物的遗传物质入手来研究基因的生物学功能，阐述生物生命发生的本质现象与规律，如生物的繁殖复制机制、病毒的致病机制等。
而与反向遗传学操作相关的各种技术统称为反向遗传学技术（r e v e r s e g e n e t i c sapproach），包括RNA 干扰（RNA interference,RNAi）技术、基因沉默技术、基因体外转录技术等，是D N A 重组技术应用范围的扩展与延伸。
随着基因组序列测定技术的日渐成熟，反向遗传学技术的应用将越来越广泛。
目前反向遗传学技术已广泛应用于生命科学研究的各个领域，且在病毒研究方面已经显示出了巨大的作用，尤其是R N A 病毒的研究方面。
2、反向遗传学的应用2.1 用于拯救病毒或创造新型病毒根据一些病毒的有关的已知核酸序列，采用反向遗传学操作技术可以构建出“人为设计”的病毒，得到以人工合成的寡核苷酸或已消失的病毒核酸序列为基因组的新型病毒，这给获得高免疫原性的低致病力毒株来制造疫苗提供了一个全新的途径。
RNA反义技术及其蛋白质工程技术的发展和应用
RNA反义技术及其蛋白质工程技术的发展和应用RNA反义技术和蛋白质工程技术是两项关键的生物技术，它们已经在医疗和工业生产中得到了广泛应用。
本文将重点探讨这两种技术的发展历程、应用现状以及未来发展前景。
一、RNA反义技术的起源和发展RNA反义技术最初是由美国科学家琳恩·赫尔曼（Lynn Herman）和安德鲁·费尔德（Andrew Fire）等人于1998年发明的。
这种技术是通过引入RNA分子，来特异性地降解某些特定的mRNA分子，从而抑制对应的蛋白质的合成。
这种技术不需要对目标蛋白质本身进行直接的干预，而是改变其表达的前体mRNA的数量。
RNA反义技术通过特定的siRNA或miRNA的序列来诱导RNA干扰（RNAi），从而实现对靶基因的沉默和抑制。
在过去的二十年中，RNA反义技术已经得到了广泛的发展和应用，它被用于研究基因调控、疾病治疗、抗病毒治疗等方面。
RNAi的应用不仅在动物和植物生物中，也广泛应用于微生物的研究和开发。
二、蛋白质工程技术的历史与发展蛋白质工程技术是指通过DNA重组技术来改变蛋白质的结构和功能。
这种技术起源于20世纪70年代，当时的研究人员试图通过对蛋白质的分离和纯化来进一步了解蛋白质的结构和功能。
随着技术的进步，蛋白质结构预测、制造和表达方面的研究得到了迅速发展。
近年来，蛋白质工程技术的主要应用领域是药物研发和工业生产。
蛋白质药物具有高效性和低毒性的特点，被广泛用于癌症、糖尿病、风湿病等多种疾病的治疗。
从工业生产的角度来看，蛋白质工程技术已被广泛应用于生产酶、抗体和表达蛋白等方面。
三、两项技术的结合与发展RNA反义技术和蛋白质工程技术是两种可以结合的技术。
在研究与治疗方面，RNA反义技术和蛋白质工程技术的结合有着广泛的应用前景。
一方面，通过RNAi技术，可以选择性地沉默并停止特定基因的表达。
然后通过蛋白质工程技术，生产出相关特异性蛋白质来抑制特定疾病的进程。
反义RNA技术在基因表达调控中的应用
反义RNA技术在基因表达调控中的应用反义RNA（antisense RNA）是一种新型的基因调控技术，能够通过与特定的靶基因RNA序列互补配对，对靶基因进行迅速、有效的沉默，从而实现对基因表达的调控。
自反义RNA技术被发现以来，其被广泛应用于生命科学研究中，特别是在疾病基因治疗、转基因作物育种及细胞信号转导等领域。
本文将着重探讨反义RNA技术在基因表达调控中的应用。
一、反义RNA的基本概念反义RNA技术是基于特定的RNA序列互补配对原理，利用DNA的反向序列合成RNA序列，反义RNA与特定靶基因RNA互补配对，从而实现对靶基因的沉默。
反义RNA技术的实现需要 synthesis antisense RNA，通过合成反向序列RNA 来实现多种类型的反义RNA。
二、反义RNA技术的分子机制反义RNA技术可以通过RNA的三维结构以及靶基因RNA结构差异来实现靶基因的选择性沉默。
反义RNA主要通过以下两种机制达成靶基因沉默：1. 功能性RNA-Hoogsteen互补反义RNA的尿嘧啶( T )可以和靶基因RNA的腺嘌呤( A )形成RNA-RNA Hoogsteen互补，从而引起基因表达误差。
这种RNA互补可以在mRNA翻译前抑制靶基因的表达。
不同类型靶基因的沉默可能由于RNA互补结构的设计方式有所不同，如正义RNA、反义RNA等不同类型的RNA互补结构会导致沉默效应的变化。
2. RNA-DNA 齐次互补反义RNA也可以与靶基因DNA形成RNA-DNA齐次互补。
RNA-DNA齐次互补会导致靶基因的转录过程中的错误匹配和RNA嵌合进入DNA双链，从而抑制基因表达。
RNA-DNA齐次互补的沉默效应能更直接地干扰靶蛋白的生产，使得反义RNA技术的应用范围更广。
三、反义RNA技术的应用1. 疾病基因治疗反义RNA技术可以制备出可针对疾病基因的特异性反义RNA，在疾病基因表达时起到沉默作用。
反义RNA针对性的沉默特异性的疾病基因，例如艾滋病毒（ HIV）编码的基因 ,能够阻断病原体的入侵及繁殖，防止病毒逃脱免疫系统的监测，达到疾病基因治疗的效果。
转基因技术在园艺植物育种上的应用
二、延缓果实后熟进程的主要基因
• 多聚半乳糖醛酸酶（PG）基因 • 乙烯生物合成前体1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶（ACC）
基因（ACS） • ACC氧化酶基因（ACO） • ACC脱氨酶基因
4. 除果实外，反义调控还可用于花卉的保鲜。
通过导入反义ACC合成酶基因及反义ACC氧化酶基因 可阻止乙烯合成，延长花期和鲜切花寿命。Aanhane等 （1995）应用此技术培育成的转基因香石竹比正常香石 竹的观赏寿命延长了2倍。
目前，该基因已在香石竹、矮牵牛等植物中转化成功， 并且在月季、百合、天竺葵、龙胆等花卉园艺植物上成功 建立了与耐储性有关的转化体系。
6. 通过共抑制及RNAi转基因沉默创造植物雄性不育
共抑制是指外源基因的导入引起相应内源序列及其自身 表达的基因沉默现象。首先发现于矮牵牛中的CHS基因因 同源序列的共抑制而导致花色的改变。目前，共抑制导致 雄性不育和干扰花的发育过程已有不少研究。
二、基因工程雄性不育系的恢复与保持
以营养器官作为产品的作物如白菜、甘蓝，可 与正常植株（保持系）杂交获得杂交种子，直接 用于生产，而以种子或果实为产品的作物，如辣 椒，番茄等，则还需要一个恢复系。
转基因技术 在园艺植物育种上的应用
园艺1102 王晓丽
第五节 培育耐储运品种
应用基因工程的方法来控制果实成 熟软化，改善果实品质，获得耐储藏 的品种，已成为果蔬采后处理中最活 跃的研究领域。
一、技术原理
利用反义RNA技术阻断或抑制翻译过程，或 正反义RNA杂交降解，影响果实延熟相关基因的 表达及其功能调控，是高效率改良果实耐储运性 状的基因工程途径。
反义基因技术的应用
反义基因技术在食品工业中的应用摘要: 本文介绍了反义基因的概念及作用机理，对反义基因技术及其在食品及其他领域的应用进行了概述。
反义基因技术是借助基因重组技术，根据碱基互补原理，用人工合成或生物体合成的特定RNA片段(或其化学修饰物)抑制或封闭基因表达的技术。
反义RNA技术是以互补的核酸链能够形成双螺旋的原理为基础的。
任何出现在活细胞中的单链核酸都可以通过Watson-Crick碱基配对原则与极性互补的核苷酸链相结合。
这条极性互补的核苷酸链即“反义链”，可以捕获与其互补的“正义链’，形成双螺旋结构，从而影响正义链核酸的生物学功能。
通常反义核酸链可以是RNA也可以是DNA。
在食品领域反义基因技术主要应用于果实性状及品质的调控，对观赏植物性状的调控，控制油料种子中脂肪酸的合成，降低或去除食物中有害化学成分等方面其功能获得可靠的成效。
关键词：反义基因基因工程应用Abstract:.Introduced importance of antosense gene characteristics and principle and bio-molecular base of ant i gene technology,otherwise its application in the plant research is covered. Antisense gene play a gr eat role to increase crop resistant storage,better crop. quality,get male-sterile plants in fertility restor ation,change flower colour,enhance plant disease resistance,and research unknown gene etc. Meanw hile,the application of antisense gene technology is prospected. Antisense RNA exists in all kinds of living beings wildly.People utilize this characteristic of antisense RNA to adjust effectively the biological gene in the fields of animals and plants,microorganism and medicine etc.I has made the excellent success.This article reviews the research of antisense RNA on mechanism,how to choice and the methods of antisense RNA technology.And this review summarized the antisense RNA in botanical research and treatment of animal and human disease.Antisense technology has been commonly used in genetic engineering.It is a method to design antisense nucleic acids based on hybridization in order to regulate gene expression artificially.Antisense RNA rrolecules deactivates target gene by binding to the sense strand.This allowed the application to themolecular alteration of flower color.To date three kinds of genes have been transformed into fourteen cultivars for this purpose and transgenic plants with color-altered flowers have been obtained.Filamentous fungi are important industrial microorganisms.The focus on its metabolic engineering is to optimize the metabolic pathway with gene expression regulation technology to meet with the industria production needs.Antisense RNA technology due to its simplicity compared with the gene knock-out technology has great perspectives in filamentous fungal mctabolic control.It is anefficient method for regulating gene expression and a key tool for metabolic engineering.The definition and action mechanism of antisense RNA is presented.The principle and method and role of antisense RNA technology is reviewed also.Antisense RNA technology is applied many aspect in plant germplasm innovation field,such as:adjusting and controlling fruit character,resisting disease,improving oil quality of oilseed crops,breeding male sterile line,reducing or being apart from harmful chemical compostition of food and so on.Key word:antisense technique,genetic engineering,applications正文：反义基因技术是19世纪八十年代提出的一种全新的基因工程技术。
反义基因技术及其在植物研究上的应用
反义基因技术及其在植物研究上的应用
反义基因技术是一项对生命科学研究有重大影响的技术，它可以修改基因功能，使植物生长、发育、生殖等方面取得大幅改善。
它已被广泛应用于植物研究和种质改良，为提高农作物产量和品质，抗逆性和抗源性工作等作出了重大贡献。
本文将综述近年来反义基因技术在植物研究中的应用现状及其未来发展趋势。
首先，我们来讨论反义基因技术。
反义基因技术是一种利用质粒抑制基因表达的技术，可以有效地抑制基因的表达，改变基因的表达水平，从而改变植物的生长发育特性。
反义基因技术在植物研究中有着广泛的应用，主要包括改良植物生长性状、种质多样性研究、异源交配等。
其次，我们来看看近年来反义基因技术在植物研究中的应用现状。
过去几年，反义基因技术已经广泛应用于植物研究中，有许多重要的成果取得了。
例如，利用反义基因技术研究大豆花粉发育调控机制，揭示了花粉发育中不同调节因子所起的作用；利用反义基因技术研究番茄植株抗源性机制，确定了多种植物病害抗性基因的功能；利用反义基因技术研究小麦含水量和光合特性，提高了小麦耐旱性，明显改善了小麦品质；还利用反义基因技术研究蔗糖合成过程，为蔗糖生产提供新的思路。
最后，我们来看看未来反义基因技术发展的趋势。
随着植物科学研究的深入，反义基因技术也有望发展更加广泛。
将来，反义基因技术将在植物研究中发挥更大的作用，在调控植物发育、改良农作物产
量和品质、增强抗逆性和抗病性等方面，将发挥着越来越重要的作用。
综上所述，反义基因技术在植物研究中应用已多年，并取得许多重要成果。
在未来，反义基因技术将发挥更大的作用，将会继续为植物科学和种质改良的发展做出贡献。
反义基因技术及其在植物研究上的应用
反义基因技术的基础是根据核酸杂交原理设 计针对特定靶序列的反义核酸， 从而抑制特定基因的 表达， 包括反义 ＲＮＡ、反义 ＤＮＡ 及核酶 （ Ｒｉｂｏｚｙｍｅ） ， 它们通过人工合成和生物合成获得。 １．１ 反义 Ｒ ＮＡ
根 据 反 义 ＲＮＡ 的 作 用 机 制 可 将 其 分 为 ３ 类 ： Ｉ 类 反 义 ＲＮＡ 直 接 作 用 于 靶 ｍＲＮＡ 的 ＳＤ 序 列 和
２００８ 年第 ４ 期
刘俊杰等： 反义基因技术及其在植物研究上的应用
７９
（ Ⅳ） 第二组内含子自我剪接型。
２ 反义基因的分子生物学基础
近年在研究基因表达调控中发现， 除了人们普 遍熟悉的基因调控是通过蛋白质与核酸的相互作 用 机 理 外 ， 还 有 一 些 ＲＮＡ 分 子 专 一 地 参 与 基 因 表 达 的 调 控 ， 即 反 义 ＲＮＡ 分 子 ， 反 义 ＲＮＡ 的 调 控 是 一种新的基因表达调控机制， 它是核酸对核酸的相 互 作 用 。进 一 步 研 究 证 实 ， 这 些 反 义 ＲＮＡ 分 子 是 以 ＤＮＡ 的 非 模 板 链 为 模 板 指 导 合 成 的 ， 但 这 类 反 义 ＲＮＡ 分 子 并 不 能 象 ｍＲＮＡ 那 样 ， 结 合 上 核 糖 体 ， 翻 译 出 蛋 白 质 ， 而 是 以 ＲＮＡ 分 子 形 式 存 在 并 与 靶 基 因 转 录 的 ＲＮＡ（ 包 括 ｍＲＮＡ） 分 子 ， 通 过 碱 基 互 补 ， 形 成 复 合 体 ， 从 而 影 响 了 ＲＮＡ 的 剪 接 、加 工 以 及 与 核 糖 体 的 结 合 ， 阻 止 了 ｍＲＮＡ 正 常 的 转 译 和 表 达 ， 导 致 靶 基 因 特 异 性 抑 制 或 产 生 下 向 调 节 效 果［１］。 因 此 ， 从 基 因 调 控 上 看 ， 这 种 反 义 ＲＮＡ 分 子 亦 可 称 干 扰 ｍＲＮＡ 的 互 补 ＲＮＡ（ ｍｉｃＲＮＡ） 。
反义RNA技术
反义RNA技术反义基因技术（antisense technique）是19世纪80年代发展起来的一项基因表达调控技术，它为植物基因工程在农业上及相关产业上的应用开辟了广阔的前景。
1．反义基因技术的基本概念和原理所谓反义RNA是指有义DNA 链转录成的，与特异的靶RNA互补结合并能抑制靶RNA表达的一段序列。
转录产生反义RNA的基因称之为反义基因（antisense gene）。
所谓植物反义RNA技术是指把一段DNA序列以反义方向插入到合适的启动子和终止子之间，然后把此基因构建体转化到植物中去（通常用农杆菌转化的方法）进行选择培养以获得转化植株的技术。
反义基因转录生成的m RNA可以抑制具有同源性的内源基因的表达，用这种方法可获得特定基因表达受阻而其他不相关基因的表达不受影响的转基因植株。
一般认为，在原核细胞中反义RNA与靶RNA具有特异互补性，通过碱基配对结合的方式在复制(replicate)、转录(transcript)、翻译(translation)等过程中对目的基因起着负调控作用（图2-3），但详细的机理还不清楚。
真核生物尚未找到天然存在的反义RNA，但有一些小RNA分子可能起类似反义RNA的作用，反义RNA在真核细胞中的作用机制目前尚不清楚。
研究发现，不仅与靶5`端互补的反义RNA有抑制作用，而且与3`端互补的反义RNA有抑制作用，而且反义RNA在真核细胞中的抑制作用具有高度的专一性。
进一步研究认为反义RNA或DNA与形成RNA·DNA或DNA·DNA杂交链,或抑制翻译起始，或抑制RN A多聚/酶体上的翻译，或抑制从核内向胞质的转运。
图2-3 反义RNA对mRNA翻译过程的调控作用（闻伟等，1990）2．反义基因技术的特点经过20多年的研究和应用发现，反义基因技术有许多特点使其能够很好地应用于实践，总结起来有以下一些特点：（1）反义RNA可以高度专一地调节某一特定基因的表达，不影响其它基因表达。
反义基因技术及其在植物研究上的应用
反义基因技术及其在植物研究上的应用近年来，反义基因技术已成为生物工程学的重要研究热点，受到了各界的广泛关注。
与传统的基因工程相比，反义基因技术有效地实现了植物遗传育种的“自由变化”，从而大大提高了植物的生长效率、抗逆性和产量水平，为植物育种提供了新的思路。
反义基因技术是一种利用特殊RNA（包括small interfering RNA 和microRNA）技术来靶向抑制特定基因表达的技术，也称为基因敲除技术。
反义基因技术与传统的基因工程技术不同，它非常精准、灵活，可以较快的实现植物的“自由变化”，从而大大提高植物的生长效率，抗逆性和产量水平。
反义基因技术当前在植物研究中有着重要的应用，可以用来改变植物的材料、外观、结构、生理和生化反应。
首先，反义基因技术可以用来改变植物的材料，如通过抑制乙烯合成和脱氢酶基因，可以改变植物硬度；另外，反义基因技术还可以用来改变植物的外观，可以通过抑制叶绿素合成相关基因等，改变植物的色泽；此外，反义基因技术还可以用来改变植物的结构，比如通过抑制类胡萝卜素合成酶和叶片枝毛分泌蛋白的基因表达，使叶片变薄；同时，反义基因技术还可以用来改变植物的生理和生化反应，比如通过抑制类胡萝卜素合成酶，可以使植物对紫外线抗性上升。
通过反义基因技术，可以获得抗病虫、抗逆性高、生育早、现代栽培条件下产量高的优良植株，从而满足社会对食物安全和绿色食品的需求。
此外，反义基因技术还可以用于改良植物，如改善植物的抗旱、耐寒和耐盐碱性，从而为农业的可持续发展提供技术支持。
然而，反义基因技术也存在一定的风险，例如可能会导致植物营养成分浓度变化，从而影响植物的营养价值，或者在植物细胞中诱导某些基因的表达，从而改变植物的遗传结构。
因此，在实际应用反义基因技术时，除了考虑到基因改造的实用性外，还应该重视植物的安全性，以防止反义基因技术造成的不良后果。
总之，反义基因技术是一种技术性的前沿技术，已广泛应用于植物研究，可以有效改变植物的外观、结构、生理和生化反应，大大提高植物的生长效率与抗逆性，为植物育种提供了新的思路。
反义RNA技术在基因治疗和基因表达调控中的应用
反义RNA技术在基因治疗和基因表达调控中的应用随着基因学研究的深入，反义RNA技术越来越受到科学家的重视。
反义RNA 是一种反链RNA，其序列与目标mRNA（信使RNA）相互补，并活跃于细胞核内或胞质内。
由于反义RNA在配对时与目标mRNA互补，从而部分或完全地抑制了目标mRNA的转录、翻译或稳定性，因此反义RNA技术被广泛应用于基因治疗和基因表达调控领域。
反义RNA技术在基因治疗中应用广泛。
目前，针对许多疾病的反义RNA已经被研究开发出来，用于基因治疗。
比如，反向转录病毒（retrovirus）介导的anti-HIV-1 shRNA可以有效地抑制爱滋病病毒的复制。
针对常见的遗传性疾病如囊性纤维化、乳腺癌、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化症等，科学家们也在研究和开发反义RNA技术，以期望最终能够将其用于基因治疗。
反义RNA技术在基因表达调控中也发挥了关键作用。
例如，大多数药物靶点基因表达调控都可以通过反义RNA技术实现。
由于反义RNA技术具有高度的特异性和低的非特异性，能够人为地减少或消除靶点基因的表达，从而减少或消除其对人体产生的影响。
除此之外，反义RNA技术还可以应用于基础研究、生物技术和药物开发等领域。
在基础研究中，利用反义RNA技术可以有效地研究基因功能。
通过制备特定的反义RNA，科学家可以选择地靶向调节目标基因，从而破坏假说基因或验证新假说的正确性。
在生物技术领域，反义RNA可以被用来作为生物广告牌（bioprobes），以实现对生物大分子的检测和定量。
在药物开发领域，反义RNA 技术可用于发展新的基因靶点药物，或者改进已有药物的疗效和安全性。
在反义RNA技术的应用中，有效的设计和构建反义RNA序列至关重要。
反义RNA序列的设计需要基于目标mRNA的特定序列，以确保完美互补，同时避免与其他基因的序列结合，从而降低非特异性的影响。
针对不同的生物学问题，科学家们设计的反义RNA序列也会有所不同，例如，有些反义RNA序列可能在细胞核内产生作用，而另一些则可能在胞质内更加活跃。
反义RNA技术在基因表达调控中的作用
反义RNA技术在基因表达调控中的作用随着科学技术的发展，反义RNA技术作为一种基因表达调控的新方法近年来备受研究者们的关注。
这种技术的应用能够有效地抑制某些目标基因的表达，为疾病治疗和基因功能研究提供了新的手段。
本文将介绍反义RNA技术在基因表达调控中的作用。
一、反义RNA技术的基本原理反义RNA又称“反义寡核苷酸”，是指由一段能够与靶基因mRNA 上特定区域互补配对的寡核苷酸组成的RNA分子。
该技术利用反义RNA与mRNA相互作用的原理，使mRNA失去其正常翻译功能，或导致mRNA降解，从而达到调控目标基因表达的效果。
二、反义RNA技术的应用1.基因功能研究利用反义RNA技术可定点抑制目标基因的表达，从而观察目标基因失去的功能以及影响。
这种技术可以帮助研究者深入了解目标基因的作用机制及其在生理和病理状态下的变化，为疾病的发生和传播提供新的思路和治疗方案。
2.药物研发反义RNA技术在药物研发中也有着广泛的应用。
研究人员可以利用反义RNA技术为特定的疾病研制药物。
例如，肝癌患者中存在一种被称为EGFR（表皮生长因子受体）基因的扩增。
这种扩增导致肿瘤生长的加速。
反义RNA技术可以用来抑制EGFR基因的表达，从而抑制肿瘤的生长。
3.转基因技术反义RNA技术在转基因技术中也有着广泛的应用。
使用反义RNA技术可以抑制特定基因的表达，从而产生转基因植物或动物，并实现对其生长和发育的调控。
这种技术可以为种间杂交，耐盐碱性植物的繁殖等提供新的可能性。
三、反义RNA技术的优势相比其他调控方法，反义RNA技术有着显著的优势。
1.高选择性反义RNA技术可以精准地靶向特定基因，从而实现对目标基因的高效抑制。
反义RNA技术易于实现，能够较快地达到目的并且作用时间长。
3.灵活性反义RNA技术可以在细胞、组织和器官水平上进行基因的调控，具有较高的灵活性。
四、反义RNA技术存在的挑战尽管反义RNA技术在基因表达调控领域具有很大的应用前景，但该技术也存在一些挑战。
反义RNA在植物基因工程中的应用
反义RNA在植物基因工程中的应用
王伏林;王远山;胡张华
【期刊名称】《科研》
【年(卷),期】2003(13)1
【摘要】反义RNA在近几年中的应用越来越广泛，它通过与mRNA的特异性互补结合，从而抑制该mRNA的翻译。
随着科技的快速发展，反义RNA在植物基
因工程中的应用越来越广泛。
目前利用反义RNA技术调控植物基因的表达已经取得了很大进展，反义RNA在植物基因工程领域主要应用于抑制果实成熟、抗病、作为反向筛选标记基因、控制花色、控制淀粉合成、控制油料种子中脂肪酸的合成、控制雄性不育等方面。
【总页数】2页(P34-35)
【作者】王伏林;王远山;胡张华
【作者单位】浙江省农业科学院生物技术所;浙江工业大学生物与环境工程学院【正文语种】中文
【中图分类】Q943.2;S188
【相关文献】
1.反义技术及其在植物基因工程中的应用 [J], 关淑艳;王丕武;刘广娜;刘慧婧;赵丽娜;郭树成
2.反义RNA的作用机理及其在植物基因工程领域的应用 [J], 涂红艳;刘元风
3.反义RNA在植物基因工程领域的应用进展 [J], 冯丽玲
4.反义RNA及其在植物基因工程领域的应用 [J], 李祥;易自力;蔡能;陈智勇
5.植物基因工程中反义RNA的应用 [J], 宋艳茹
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反义RNA技术在植物遗传改良中的应用研究
反义RNA技术在植物遗传改良中的应用研究导言植物遗传改良是一项旨在提高农作物产量和品质的重要研究领域。
传统的遗传育种方法虽然在一定程度上可以实现植物的遗传改良，但是效率较低，且需要很长时间。
反义RNA技术是一种新兴的基因工程技术，可以在较短时间内实现植物的精准遗传改良，因此在植物遗传改良中的应用研究备受关注。
一、反义RNA技术的基本原理及优势反义RNA技术是一种基于RNA干扰原理的基因敲除技术，通过合成与目标mRNA序列互补的反义RNA分子，使其与目标mRNA分子杂交并破坏其正常功能，最终达到抑制目标基因表达的效果。
该技术相比传统的基因敲除技术具有以下优势：1. 选择性强：反义RNA技术可以通过合成与目标基因序列完全互补的反义RNA分子来实现对目标基因的选择性抑制，可以精准调控基因表达。
2. 效率高：相比传统的遗传改良方法，反义RNA技术可以在短时间内实现基因敲除，遗传改良效率高，省时省力。
3. 良好的可控性：反义RNA技术可以根据需要调整反义RNA分子的浓度和长度，实现基因表达水平的精准调控。
二、反义RNA技术在植物遗传改良中的应用研究反义RNA技术已经应用于多种植物的遗传改良研究中，下面介绍两种典型的应用案例：1. 水稻贮藏蛋白基因的敲除水稻贮藏蛋白是水稻中的主要营养贮藏蛋白，虽然对稻米的口感和营养价值有一定影响，但过度表达会降低水稻的产量和品质。
因此，通过敲除水稻贮藏蛋白基因来降低其表达水平是一种有效的遗传改良方法。
研究人员通过反义RNA技术实现对水稻贮藏蛋白基因的敲除，结果表明，敲除后的水稻产量提高了10%左右，而且稻米口感和营养价值也得到了一定的提升。
2. 番茄抗病基因的表达番茄黄化曲叶病是一种严重威胁到番茄种植业的病害，如果能够提高番茄抵御病害的能力，将有利于增加番茄的产量和品质。
研究人员通过反义RNA技术调控番茄中的抗病基因NPR1的表达水平，实验结果显示，NPR1的抑制能够使得番茄对黄化曲叶病的抵抗能力提高了50%以上。
反义寡核苷酸技术在植物中的应用现状
asODN 技术是一类经人工合成或构建的反义表达载体， 用于表达的寡核苷酸片段，通过碱基互补原理，干扰基因的 解旋、复制、转录、mRNA 的剪接加工、输出和翻译等各个环 节，从而调节细胞的生长、分化等。asODN 技术首次在抑制 肉瘤病毒复制和细胞转化时被提出，之后便逐渐被应用于肿 瘤细胞的表达抑制。鉴于植物细胞对 asODN 片段吸收的限 制性，asODN 技术在植物上的应用在“糖溶液途径”被证实后 在植物基因上的研究才逐步开始，但仍需要对其进行进一步 的优化设计，以更好发挥 asODN 技术的优势。
段后，asODN 技术在植物上的应用也逐渐开始。文章对 asODN 技术在植物上的应用进行综述，为相关工作的开展提供参考。
关键词 反义寡核苷酸技术；糖溶液；基因表达；应用现状
中图分类号 Q789
文献标志码 A
doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2021.06.027
Application Status of Antisense Oligonucleotide Technology in Plants
为 更 好 地 促 进 asODN 技 术 在 植 物 上 的 应 用 ，Chuanxin
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调查研究
王 潇：反义寡核苷酸技术在植物中的应用现状
asODN 技术有着独特的优势，主要是对基因进行瞬时沉 默抑制，从而研究基因在植物中的功能。此技术一定程度上 可弥补其他技术的缺陷，与标记基因相比在对转基因植物进 行选择时不改变植物性状或应用于像茶树这类存在转基因 难题的植物以沉默基因。因此，asODN 技术在研究植物基因 方面有很大的应用价值。 1 反义寡核苷酸技术在植物中的研究进展 1.1 糖溶液中植物对 asODN 的吸收
反义RNA技术及其在基因治疗中的应用
反义RNA技术及其在基因治疗中的应用近年来，随着基因工程技术的不断发展，基因治疗成为越来越多疾病的治疗手段。
但是，基因治疗时必须对目标基因进行准确调控，否则会对人体造成不可挽回的危害。
因此，在基因治疗中寻找更有效的调控手段变得尤为重要。
反义RNA技术作为一种精准的基因调控方法，逐渐成为基因治疗中的重要技术之一。
一、反义RNA技术的原理和特点反义RNA技术是通过合成与目标mRNA序列相反互补的RNA分子，引导RNA酶识别并降解目标mRNA，从而达到抑制靶基因表达的目的。
反义RNA的合成方式主要包括合成DNA序列后转录成RNA或直接化学合成RNA两种方法。
反义RNA技术具有如下特点：1. 靶向性：反义RNA只靶向与它互补的目标mRNA序列，不影响其他基因的表达。
2. 高效性：反义RNA通过RNA酶的介导，可使靶基因表达降至数倍甚至更低的水平。
3. 变异性：反义RNA的合成方式灵活多样，可根据具体的治疗需求选择不同的方法。
二、反义RNA技术在基因治疗中的应用反义RNA技术在基因治疗中的应用主要包括以下方面：1. 靶向治疗：反义RNA可靶向某个已知的致病基因，对其进行抑制，从而达到治疗疾病的效果。
例如，反义RNA治疗白血病患者表明，通过针对BCR-ABL 融合基因mRNA的反义RNA治疗，可大幅减轻疾病症状，提高患者生存率。
2. 合成siRNA前体：反义RNA可用作合成siRNA的前体分子，进一步调控基因表达。
例如，在通过RNA干扰技术抑制HSV的感染过程中，合成了一组反义RNA，用于合成siRNA的前体分子，显著降低了HSV对宿主细胞的感染率。
3. 毒物导向治疗：反义RNA可作为靶向介导的毒物载体，在治疗肿瘤和其他疾病时起到一定的作用。
例如，在靶向治疗肝癌的过程中，将反义RNA与毒物或放射性标记结合，实现对肝癌细胞的抑制，从而提高治疗效果。
三、反义RNA技术的发展前景反义RNA技术在基因治疗中的应用有着广阔的发展前景。
基因反义技术的研究与应用
基因反义技术的研究与应用不难发现，在生物医学领域中，基因的研究与应用一直备受关注。
人类基因组计划的完成、CRISPR基因编辑技术的问世，无不为基因研究的不断进步和发展铺平了道路。
而近些年来，基因反义技术（Gene Antisense Technology）的研究也逐渐兴起，备受关注。
一、什么是基因反义技术？基因反义技术是基于DNA的反义互补，即利用反向的DNA单链，用于与目标mRNA序列的互补碱基配对，从而抑制或降低目标蛋白的合成，以达到治疗或改善疾病的目的。
这种技术通过针对RNA调控基因功能，实现基于遗传信息的干预以及治疗。
二、基因反义技术的应用1.肿瘤治疗一些癌症细胞存在与正常细胞相比较高的基因表达水平，因此用基因反义技术进行靶向治疗来降低表达水平，从而实现治疗效果。
2.心血管疾病治疗心血管疾病如高血压、动脉粥样硬化等可用基因反义技术靶向调控相关基因表达，以控制或减轻疾病病理过程。
3.糖尿病治疗基因反义技术可以应用于调控胰岛素的基因表达，从而解决一些糖尿病患者体内胰岛素分泌不足的问题。
4.传染病治疗基因反义技术还可用于控制通常由病毒、细菌导致的疾病。
例如，可以设计抑制病毒基因表达的反义RNA，从而抑制病原表达和增殖，减轻病情。
三、基因反义技术的前景和挑战随着生命科学研究的不断进步，基因反义技术作为一种新型的基因干预手段，具有很广阔的发展前景。
与传统药物治疗相比，基因反义技术不是通过影响其它分子或网络，而是直接作用于目标基因本身，具有更加高效、具有可塑性和特异性等优势。
然而，基因反义技术仍存在一些挑战。
首先，当前技术的难点在于设计合适的反义RNA靶向于目标基因；其次，目前基因反义技术存在着副作用和安全性等问题，需要进行深入研究和验证。
通过不断的技术创新和理论进展，基因反义技术的应用不断拓展，其应用前景会越来越广阔。
四、结语总之，基因反义技术是一种新型的基因干预手段，具有较高的研究和应用价值。
未来随着技术的不断创新和理论指导的不断完善，基因反义技术的应用前景必将更加广阔，为人类的生命健康事业作出更大的贡献。
植物基因工程的原理和应用
植物基因工程的原理和应用随着人口不断增长和环境污染的加剧，粮食和食品生产面临着严峻的挑战。
植物基因工程技术的出现，为解决这些问题提供了新的思路和技术手段。
本文将深入探讨植物基因工程的原理、技术和应用。
一、植物基因工程的原理植物基因工程是一种通过人工改变植物基因组，以达到改变植物性状的技术。
其基本原理是先找到与特定性状相关的基因，然后通过基因克隆技术将其移植到目标植物的染色体上。
常见的植物基因工程技术包括：反义RNA（RNAi）、基因敲除、基因点突变、转座子技术等。
1.反义RNA（RNAi）技术反义RNA（RNAi）技术是一种利用RNA分子干涉特定基因表达的技术。
其基本原理是通过人工合成一段与目标基因相匹配的双链小RNA，将其导入到目标植物细胞中，使目标RNA的翻译或稳定性发生改变，从而达到基因沉默的效果。
2.基因敲除技术基因敲除技术是指通过人工干预基因组的方法，去除目标基因或恢复该基因的正常状态。
其原理是利用重组DNA技术构建脱失、加强或替换目标基因的表达序列，并将其导入到目标植物细胞中，使目标基因发生改变。
3.基因点突变技术基因点突变技术是指通过人工改变基因序列的方法，对特定性状进行定向改造。
其原理是利用化学或物理方法诱导基因发生随机点变异或特定氨基酸替换，以得到新的功能性状。
4.转座子技术转座子技术是指通过人工移动或插入跨越基因组DNA的转座子，调控基因表达和功能的技术。
其原理是利用DNA转座子在基因组中横向移动的特性，将转座子DNA序列修饰后导入到目标植物细胞中，调节目标基因的表达和功能。
二、植物基因工程的应用1.农作物育种植物基因工程技术已经成为现代育种的重要手段之一。
通过植物基因工程技术对农作物进行改良，可以增加产量、提高品质、增强抗病能力、抗旱、耐盐、抗逆性等。
目前已经开发的转基因农作物包括抗虫、抗病、抗草甘膦、耐旱、高产等。
这些转基因作物能够极大地提高农业生产效率和品质，缓解粮食供应紧张局面，有助于解决全球粮食安全问题。
反义RNA技术及其在基因治疗中的应用
反义RNA技术及其在基因治疗中的应用基因治疗是指通过直接或间接的方式来改变人体内部某些基因的结构、功能或表达，以达到治疗或预防疾病的方法。
其中，反义RNA技术是一种新颖而有潜力的基因治疗技术，其原理是通过特定的RNA分子，针对人体内部的特定基因序列进行反向调节，从而达到基因治疗的目的。
反义RNA技术的基本原理反义RNA技术是将可以结合到目标mRNA亚区的反义RNA 串联在一起，形成一个能够有效抑制目标mRNA转录的小分子RNA序列。
基本上，这种RNA序列就是一组能够与目标mRNA 互相作用并影响其翻译的核苷酸片段，通常具有二十到数百个碱基。
如此，这组RNA片段就能够通过互补形成配对，比如通过三联体伸出环的形式实现。
当这个反义RNA和其目标mRNA结合时，就能够干扰mRNA 翻译过程中的正常行为，进而抑制该mRNA所代表的蛋白质的合成。
这样该蛋白质的表达就会受到阻碍，实现了“靶向性”基因治疗的目的。
反义RNA与RNA干扰技术的区别反义RNA技术有点类似于小干扰RNA（siRNA）或微型RNA （miRNA），这两种技术是RNA干扰（RNAi）技术的一部分。
不同的是，RNAi技术是通过特定的分子抑制基因的表达，但往往是具有广谱性的，即这种分子可以针对更广泛的RNA分子实现干扰；而反义RNA则需要一定程度的特异性和精确性，可以针对单个目标mRNA进行测定和反向调节。
反义RNA技术在基因治疗中的应用反义RNA技术的特异性和精确性让它成为基因治疗领域中有前途的技术之一。
下面我们来介绍一些目前正在开发的反义RNA 技术的应用。
1. 抗肿瘤治疗肿瘤治疗是反义RNA技术的一个重要方向，具体方法是通过针对癌细胞中过表达的关键基因进行靶向治疗。
例如，在非小细胞肺癌病人中，通过使用可靶向EGFR、ALK等信号通路的反义RNA，可以显著地提高癌症患者的生存率。
2. 遗传性疾病治疗反义RNA技术可用于治疗一些遗传性疾病，如肌萎缩性脊髓侧索硬化症（SMA）和囊性纤维化等。
反义rna技术及其应用
反义rna技术及其应用
反义RNA技术是一种生物技术，它通过引入合成的反义RNA序列来抑制目标基因表达。
这种技术基于RNA降解途径，通常被用于基因功能研究、药物开发和治疗等领域。
反义RNA与目标mRNA的序列完全互补，因此能够高效地抑制目标基因的表达。
这种技术具有特异性和高效性，可以选择性地抑制目标基因的表达，而不会对其他非目标基因产生影响。
此外，反义RNA技术还具有可逆性，一旦移除了反义RNA分子，目标基因的表达将会恢复，这使得该技术在临床和治疗上更具应用潜力。
反义RNA技术的应用非常广泛。
在基因功能研究方面，它可以通过抑制目标基因表达，观察目标基因敲除或功能缺失对细胞、组织、发育和疾病模型等的影响，从而揭示目标基因的功能和作用机制。
在药物开发方面，反义RNA技术可以通过设计和合成特异性的反义RNA 序列来抑制疾病相关基因的表达，从而实现基因靶向治疗。
例如，反义RNA技术已被用于癌症治疗，通过抑制癌细胞增殖和侵袭相关基因的表达来阻止癌细胞的生长和扩散。
此外，反义RNA技术还可以用于抑制病毒基因表达，从而达到阻断病毒复制的目的，如抗艾滋病病毒（HIV）和乙型肝炎病毒（HBV）的治疗。
在实现上，反义RNA技术可以通过两种方法实现：直接引入合成的反义RNA分子或直接注射的反义RNA基因表达载体。
具体而言，可以通过外源递送系统将合成的反义RNA分子引入细胞，或通过转染、转化等方法直接将反义RNA基因导入细胞内，使其在细胞内转
录和转译成反义RNA分子。
总之，反义RNA技术是一种非常重要的生物技术，它在基因功能研究、药物开发和治疗等领域有着广泛的应用前景。
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吉林农业大学学报 2004,26(5):515～518Journal o f Jilin Agricultural Univer sity反义技术及其在植物基因工程中的应用Ξ柴晓杰,王丕武ΞΞ,关淑艳,徐雅维(吉林农业大学生物技术学院,长春130118)摘 要:反义技术是根据核酸杂交原理设计反义核酸来人为控制基因表达的方法,现已成为基因工程中的常用技术。
文中就反义技术的作用机制、在植物基因工程中的应用及其前景作简要综述。
关键词:反义技术;核酸杂交;基因表达;植物基因工程中图分类号:Q78 文献标识码:A 文章编号:100025684(2004)0520515204Antisense T echnology and Its Application in Plant G enetic EngineeringCH AI X iao 2jie ,W ANG Pi 2wu ,G UAN Shu 2yan ,X U Y a 2wei(College o f Biotechnology ,Jilin Agricultural Univer sity ,Changchun 130118,China )Abstracts :Antisense technology has been comm only used in genetic engineering 1It is a method to design antisense nucleic acids based on hybridization in order to regulate gene expression artificially 1In this pa 2per ,we briefly review the mechanism of antisense technology and its application in genetic engineering and look forward to the prospect of this technology 1K ey w ords :antisense technology ;hybridization ;gene expression ;plant genetic engineering 20世纪80年代初,人们在研究反义核酸对原核和真核基因调控的基础上,发现了反义技术(antisense technique )。
反义技术主要是设计一类能有效抑制某一目的基因表达的反义RNA (anti 2sense RNA ,asRNA )、反义DNA (antisense DNA ,as 2DNA )及核酶(ribozyme )[1],将它导入细胞中,达到封闭该基因的表达或者造成新的突变表型。
反义技术提供了直接有效地人为控制基因表达的方法,现在已成为基因工程研究中一项重要技术。
有人把反义技术的发展称为生物技术的第二次浪潮,因为它将有力推动基因工程及其在医学、医药、农作物育种、畜禽育种等领域的应用和发展。
目前已成功地用反义技术抑制一些酶基因的活性。
反义RNA 介导后整合到宿主细胞基因组中能产生瞬间的或稳定的遗传表达。
这是常规育种所无法达到的,显示了反义技术在植物改良中具有广阔的应用前景[2]。
1 反义技术及其作用机制1.1 反义RNA反义RNA 是指与靶RNA 具有互补序列的RNA 分子,它通过与靶RNA 进行碱基配对结合调节结构基因的表达。
反义RNA 根据其作用机制分为3类:Ⅰ类反义RNA 是在翻译水平上调控基因表达的。
例如,它可与翻译起始密码前的调控序列AGG A 互补结合,或者与起始密码前后的一整段mRNA 结合从而抑制翻译过程。
在已发现的天然反义RNA 中,采用这种方式实现调控作用的占多数。
Ⅱ类反义RNA 在转录水平上影响基因表达,已发现大肠杆菌中有一种转录抑制互补RNA ,能与cAMP 受体蛋白mRNA5′端互补结合,形成类似于转录终止的结构,在转录水平上抑制ΞΞΞ通讯作者基金项目:“国家转基因植物中试与产业化基地建设”专项基金资助项目(J992132001)作者简介:柴晓杰(19632),女,博士研究生,副教授,研究方向:植物基因工程。
收稿日期:2003211225基因的表达[324]。
Ⅲ类反义RNA在复制水平上作为DNA复制的抑制因子,与引物RNA前体互补结合,抑制DNA的复制,从而控制复制频率。
在大肠杆菌某些质粒上已发现了这一类反义RNA。
在真核生物中尚未发现有相应的反义RNA 存在,但根据天然反义RNA的作用机制,人工方法构建反义RNA,已开展了较多的研究工作,具有广阔的前景。
这种在细胞内表达反义RNA的原理是将部分或全部正常基因的序列以相反的方向插入到启动子的下游区,使这个“反向基因”可以在启动子的调节下有效地转录。
当将这样的一个重组体通过各种方法导入到宿主细胞中去后,就可在细胞内产生反义RNA。
反义RNA如果是同mRNA互补,则就抑制了mRNA的有效翻译;反义RNA如果能同特定基因的调控区互补,则就会妨碍其下游基因的正常表达等等。
还可以将反义基因插入到时空特异性、细胞组织特异性的启动子下,对具有时空特异性、细胞组织特异性的基因表达调控进行研究和利用[5,9]。
1.2 反义DNA反义DNA是一类能识别DNA双螺旋的寡核苷酸。
它能以序列特异性识别双螺旋DNA并形成3股螺旋,从而抑制基因的转录。
形成3股螺旋的分子基础是双螺旋DNA的大沟内有可形成氢键的基团,其中一些基团作为氢键供体可以与第3条链(如反基因寡核苷酸链)的某些基团作为氢键受体,通过分子间的H oogsteen氢键形成碱基三联体。
这种结合之所以能起到阻止作用,是因为反基因寡聚脱氧核糖核苷酸正好在DNA结合蛋白质的识别点处,与DNA结合形成三股螺旋,从而特异性干扰DNA与蛋白质的结合。
因为基因复制、转录起始和转录延伸等均是以基因与相关蛋白质结合而启动反基因寡聚脱氧核糖核苷酸特异地阻止DNA与蛋白质的结合,进而阻止基因的转录和复制,达到“反基因”的目的。
三链DNA 这一研究领域得以开拓,成为生物化学、分子生物学新的前沿,是近年来兴起的一种新的基因治疗技术[628]。
1.3 核酶核酶(ribozyme)是细胞中一类具有生物催化功能的RNA,现已发现核酶广泛存在于从低等到高等多种生物中,参与细胞内多种RNA及其前体的加工和成熟过程。
天然核酶可分为:(1)异体催化剪切型,如RNaseP;(2)自体催化剪切型,如植物类病毒、拟病毒和卫星RNA;(3)第一组内含子自我剪接型,如四膜虫核26SrRNA;(4)第二组内含子自我剪接型。
利用ribozyme专一水解RNA 的特性,设计ribozyme定点切割基因表达的中间产物mRNA以及病毒RNA与其他RNA,可以阻断基因表达和抑制病毒以及其他RNA的复制。
因此,无论是对动、植物细胞还是病毒,ribozyme都具有关闭基因或阻止病毒感染的功能。
它的开发应用已成为新药开发中的热门课题,显示出了巨大的应用前景[9]。
2 反义技术在植物改良上的应用211 植物淀粉合成的控制1991年Visser等[10]利用反义RNA技术,向马铃薯中导入反向连接的G BSS基因,导致G BSS含量活性下降,进而导致马铃薯块茎中直链淀粉含量锐减。
相反,在无直链淀粉的马铃薯块茎中导入G BSS基因,成功地弥补了直链淀粉的缺乏。
同样利用反义RNA技术,在木薯、水稻等植物中,也获得了低(或无)直链淀粉的转化体[11212]。
可以说,对G BSS的操作是控制直链淀粉的可靠途径。
目前,尚无通过调SSS、SB E等基因来改变支链淀粉含量的文献报道,但国际专利W O9722703A2报道了用玉米SB EⅡb转化玉米的研究。
把SB EⅡb的cDNA基因或部分片段正向或反向置于玉米ZEI N蛋白启动子(胚乳特异启动子)下构建一系列植物表达载体,转化玉米,成功地获得了转基因植株[13]。
212 植物的抗病性农作物抗病遗传育种研究中,利用病毒的反义RNA片段封闭病毒基因组上的重要片段,如复制酶结合位点、核糖体结合位点等,从而阻断病毒的复制。
也可以用反义RNA序列通过与病毒mRNA互补序列的结合,关闭mRNA的翻译功能。
反义RNA的基因常用cp、复制酶基因或病毒基因组的其他成分。
目前对T MV、C MV、PVX、TE V等病毒都构建了反义RNA基因,并转化马铃薯、烟草等[14215]。
这些转基因植株对病毒表现出不同程度的抗性,但目前此法对付植物病毒还不理想,因为反义RNA表达不够,抗性微弱,设法提高其表达效率是该法成功的关键。
也有人利用ribozyme 自我剪切原理,人工合成一种具有核酸酶活性的615 吉 林 农 业 大 学 学 报 2004年寡核苷酸,当任意目标RNA(任意病毒)进入到一个表达ribozyme基因的细胞后,即被分解和钝化,从而达到抗病毒的目的。
用这种方法有可能使农作物产生广谱抗性[16219]。
213 果实成熟过程的控制21311 PG反义基因的应用 Smith等[20]用一几乎全长的多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase, PG)的cDNA的5′末端的730bp片段或含有整个PG可读框的116kb的cDNA片段,构建成PG的反义基因。
在CaMV35S启动子的调控下,构建的反义基因被导入番茄中。
这2种反义基因使转基因植株的PG mRNA水平和PG活性在果实成熟的各个阶段都降低。
在国内,中国科学院的鞠戎等[21]利用PCR扩增克隆了115kb的包括全长可读框的PG cDNA,将其反向插入到一个含有增强子的35S启动子和NOS3′端之间构建成表达PG 反义RNA的双元载体,获得了PG活性被抑制93%的番茄转基因植株。
21312 ACC合成酶反义基因的应用 Oeller 等[22]将氨基环丙烷羧基(ACC)合成酶的基因LE-ACC2的cDNA构建的反义RNA导入番茄后,几乎完全抑制了基因mRNA的积累,转基因植株乙烯合成严重受阻。
在表达反义RNA的果实中9915%乙烯合成被抑制,这种果实在空气中放置不能成熟,不出现呼吸跃变高峰,番茄红素积累也受到抑制,果实不变软,只有通过外源乙烯或丙烯处理,果实才能成熟变软,表现出正常果实的颜色和风味。
这项成果曾被誉为美国农业最伟大的工程产品之一。
Savin等[23]将反义的ACC合成酶基因转入康乃馨中,得到的转基因植株没有明显的乙烯和呼吸峰,并且可以延迟花瓣衰老。
罗云波等[24]将反义ACC合成酶基因转入番茄中,发现转基因番茄的果实和叶片乙烯以及果实呼吸强度受到明显抑制。
张晓海等[25]构建了ACC合成酶基因的反义RNA-核酶嵌合DNA序列转化番茄,以探讨嵌合基因对番茄ACC合成酶基因表达的影响。