反义RNA

反义RNA技术在食品工业中的应用

学院：食品科学技术学院专业：食品质量与安全：学号：2012312674 姓名：祖云鸿

摘要：随着基因工程技术的蓬勃发展和代谢调控研究的深入, 反义技术作为一种温和调控的基因工程技术, 开始向世人展示其无穷的魅力。反义基因的概念、分子生物学基础以及作用原理, 对反义基因技术及其在现代植物研究中的应用进行了概述。随着现代生物技术的蓬勃发展，极大的推动了食品工业朝着高技术方向房展，主要体现在以下四个方面：首先是以基因工程技术为核心，利用基因工程、细胞工程技术对食品进行改造与改良；二是利用发酵工程、酶工程技术将农副业原材料加工成商品，如酒类、调味品、酸奶类等发酵制品；三是利用生物技术产品进行二次开发，形成新的产品，如功能性低聚糖、食品添加剂等；四是利用酶工艺、发酵技术、生物反应器等对传统食品加工工艺进行改造，降低能耗，提高产出率，改善食品品质【1】。总之，在以基因工程为核心内容的生物技术领域中，正逐渐形成一门崭新的食品生物技术重要分支学科，并已在食品工业领域中取得丰硕的成果。

Abstract：With the vigorous development of genetic engineering techniques in depth and metabolic regulation study, antisense technology as a mild-control genetic engineering technology, began to show the world its charm.The concept of antisense gene-based molecular biology and the role of principle, the antisense gene technology and its application in modern plant research are outlined. With the rapid development of modern biotechnology, which greatly promoted the food industry moving in the direction of high-tech exhibitions, mainly in the following four areas：First, based on genetic engineering technology as the core, the use of genetic engineering, cell engineering technology to transform and improve food；Second, the use of fermentation engineering, enzyme engineering technology sales of agricultural raw

materials into goods, such as wine, spices, yogurt and other fermented products category；Third, the use of biotechnology products for secondary development, the formation of new products, such as functional oligosaccharide, food additives, etc.；Fourth, the use of enzyme technology, fermentation technology, biological reactors for the transformation of traditional food processing technology, reduce energy consumption, increase productivity, improve food quality。In short, in the field of biotechnology to genetic engineering as the core content, and is gradually forming a new food biotechnology important branch, and has achieved fruitful results in the field of food industry.

1反义 RNA的作用机理

反义RNA被发现后, 其调控机理的研究引起了生物学者的广泛重视.。不同的反义RNA其功能和作用方式不尽相同, 它们可以在基因的复制、转录、翻译等三个个水平上发挥功能。反义RNA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。1.1反义RNA的获得

反义 RNA既可采用重组技术获得, 也可在实验室人工合成。导入反义 RNA 的方法有两种: 一种是插入法, 通过cDNA文库路线构建反义RNA基因, 通过载体将其插入到受体染色体上, 并随受体基因的表达而表达另一种是注射法, 即将反义RNA 直接注射到受体细胞内, 干扰 mRNA 的翻译过程, 从而起到短时间的抑制作用。这一方法对那些不能获得稳定转化的, 或是启动子不能有效表达的细胞系统尤为适合。

1.2表达载体的构建

利用基因重组技术, 在适宜的启动子和转录终止子间插入一段靶基因, 构成人工反义 RNA基因表达载体. 当它引入细胞时将合成反义 RNA。构建表达载体的具体步骤如图 1所示

分离信使 RNA 【2】合成互补DNA链的模板【3】以DNA 【4】作为有义DNA链的模板,生成双链DNA【5】用内切酶在近启动子区切开质粒【6】将双链 DNA 拼接入质粒, 形成表达载体【7】, 当启动子开始转录时, 表达载体将合成原来信使 RNA拷贝, 再用内切酶从表达裁体上切下所加入的DNA【8】并以反向插入裁体【9】转录时表达载体将合成反义 RNA.

1.3利用QB复制酶技术扩增

噬菌体的 MDV- Ⅰ变体 (具有RNA复制酶的识别和起始序列 )作为载体, 用 RnaseT1将其 63(G)和

64(U)之间切开, 插入外源 RNA片段组成重组 RNA 分子. 将 MDV-Ⅰ的CDDA与质粒 PBR322组成重组体可以在体外扩增任意长度的RNA分子. 该技术可以在体外高效地拷贝RNA分子序列。

1.4体外人工合成

核酸合成仪来合成. 化学合成反义RNA的优点是可以随意设计序列. 缺点是价格比较昂贵, 一般只适用于合成比较小的 RNA分子.

2反义 RNA 技术在现代作物遗传改良中的应用2.1 利用反义 RNA 技术提高作物的耐储藏性。

实成熟的过程中, 随着呼吸作用的加强和乙烯含量的升高, 果实也发生一系列的物理和化学变化, 包括颜色, 质地等的变化, 使果实容易腐烂变质。为了运输和储藏的需要, 以前通常利用物理和化学等方法抑制果实的成熟, 以减少因果实成熟造成的经济损失。利用反义RNA 技术, 抑制果实组织乙烯的合成, 延缓果实成熟, 可以极大地降低储运成本。

2.1.1反义 RNA 技术调控番茄果实耐贮性研究进展

合成增强番茄果实耐贮性的基

控果实成熟最成功的实践是 ACC 合成酶的反义转基因番茄, 并于1994 年实现了商业化。Oeller 等( 1991)将ACC合成酶 cDNA 的反义导入番茄, 转基因果实乙烯合成被抑制 99.5%, 不出现呼吸高峰, 放置 3- 4个月不变红、不变软、也不形成香气, 只有用外源乙烯处理, 果实才能成熟变软, 成熟的果实在质地、色泽、芳香、可压性与正常果实相同。此外,ACC 合成酶基因正向导入番茄后, 其转基因果实的软化与反义基因果实一样