植物基因沉默的研究进展
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转 录后水 平 上 的基 因沉 默 （ ｏｔ ｒｎｃｉｔ ｎ ｌ ｅ ｅｓｅ ｃ ｇ ｒＧ ） 近 年 来 ， Ｔ Ｓ在 植 物 中特 别 是 在 转 ｐ ｓ ｔ ｓｒ ｉ ａ ｇｎ ｉ ｎ ｉ ，ｔ Ｓ ． ａ ｐｏ ｌ ｎ ｒ ＰＧ 基 因植 物 中得到 了广 泛 的研 究 ． Ｔ Ｓ是 植 物 的 一 种 自然 防 御 机 制 ， 指 基 因能 正 常 地 转 录 ， 所 转 录 的 ＰＧ 是 但
后 引起 大约 ３ ％ 被转 化 细胞 的脉胞 菌 基 因 失 活 ， 们 称 之 为 抑 制 （ ｕｌｎ ） 与 此 同 时 ， 究 秀 丽 新 小 杆 ０ 他 ｑ ｅｉｇ ． ｌ 研
线 虫 的科学 家 们 也试 图应 用 反 义 技术 来 阻 断某 个 基 因的 功 能． ９ ８年 卡 耐基 研究 所 Ｆｒ 的研究 认 为 无 １９ ｉ ｅ 论 正义 Ｒ Ａ对基 因表达 的抑 制 还 是 反 义 Ｒ Ａ对 基 因 表 达 的 阻 断 都 是 体 外 制 备 过 程 中 ， 量 双链 Ｒ Ａ Ｎ Ｎ 微 Ｎ （ ｓ Ｎ 的污 染所 引 起 的． 且 就 是 这 些 双链 Ｒ Ａ 导 致 了基 因沉 默 ． 别 纯 化 ｄ Ｒ Ａ、 义 Ｒ Ａ、 义 ｄ Ｒ Ａ） 而 Ｎ 分 ｓＮ 正 Ｎ 反 Ｒ Ａ并 分 别注 射线 虫 ， 义 Ｒ Ａ元 基 因抑 制 作 用 ，ｓ Ｎ Ｎ 正 Ｎ ｄＲ Ａ抑 制 相应 基 因表 达 的效 率 比反 义 Ｒ Ａ 至 少 高 Ｎ
关键 词 基 因沉默 ， Ｎ Ｒ Ａ沉 默 ， 抗病 毒机 制 Ｑ ４ ． ９５ ８ 文献 标 识码 Ａ 文章编 号 １７ －６ ４ ２ １ ） １ ０ ５ ４ ６ ２６ ３ （ ０ ０ Ｏ － ４ － ０ ０ 巾图分 类 号
基 因沉 默是 普遍 存 在 于植 物界 的一种 防御 反应 ． 因沉 默是 指 生 物 体 中特 定 的基 因 由于 种 种 原 因不 基 表达 ． 发生 在 两种水 平 上 ， 种 是 转 录 水平 上 的基 因沉 默 （ ｒｎｃｉｔ ｎ ｇｎ ｉ ｎｉｇ Ｔ Ｓ ， 一 种 是 它 一 Ｔａｓｒ ｉ ｌ ｅｅｓｅｃ ，Ｇ ） 另 ｐｏ ｌ ｎ
收 稿 日期 ：０ ９０ —５ ２ ０ －８２
基金项 目： 国家 自然科 学基金 资助课题 （０ ７ １９ ３ ８ ００ ） 通讯作者 ： 曹雪松 ， — ａ ：ａｘ ｅｏ ｇ ｃ ．ｄ ．ｎ Ｅ ｍ ｉ ｃｏｕｓｎ ＠ｌ ｅ ｕ ｃ ． ｌ ｕ
第２ ３卷
第 １期
聊城大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｉ ｃ ｅｇＵ ｉ ｒ ｔ（ ａ．ｃ． ｏｒａ ａ ｈ ｎ ｎｖ ｓ ｙ Ｎ ｔＳ ｉ） ｏＬ ｏ ｅｉ
Ｖ０ ． ３ Ｎｏ １ １２ ．
Ｍ ａ ． ０１ ｙ２ ０
２１ ０ ０年 ３月
植 物 基 因沉 默 的研 究进 展
１ 基 因沉 默 的发 现 及 分 类
上 世纪 ９ ０年代 人 们在 研究 植 物 、 菌 、 虫 、 虫和 老 鼠时发 现 了很 多 Ｒ Ａ沉 默 的现象 ． 们 的共 同 真 蠕 昆 Ｎ 它 之 处是 把一 个 有特 定 序列 的 核 酸 导人 细胞 中可 减 少 相应 基 因 ｍ Ｎ 的稳 态 水 平 ． ９ ０年 Ｊｒｅｓｎ等 … Ｒ Ａ １９ ｏｇｎｅ
的防御 机 制 来抵 御 、 坏 病原 物 的侵 染 ． 破 近年 来 ， 因沉默 作 为 一 个重 要 的 细胞 内防御 外 源核 酸 基 的机制 ， 来越 受到科 学 家的重视 ． 越 对这 一领 域 的研 究不 仅 能 够 了解基 因沉默 的机 理 ， 且 可 以 并
为 利 用该机 制 构 建抗 病毒 转 基 因植物 提供 理 论指 导 和技 术 支持 ．
田 野 曹雪松２
（． １ 曲阜师 范大学 生命科学 学院 ， 山东 曲阜 ２３ ６ ；． ７ １５ ２ 聊城大 学 生命 科学学 院 ， 山东 聊 城 ２ ２ ５ ） ５０ ９
摘
要
植 物 抗病 毒 机制 是 目前研 究 的热 点． 长期 的进 化 过程 中， 物 形成 了一 系列复 杂有 效 在 植
的重 要性 等 方 面 已经有 了一 定 的认 识 ， 而且 在 线 虫 中 已实 现 了 利用 Ｒ Ａｉ Ｎ 技术 进 行 大 规模 的功 能基 因组 学 的研究 ． Ｎ Ｒ Ａ沉默 的机理 和应 用 最先 在 动物 中得 到 深人 研究 ． 近 年来 对植 物 中 Ｐ Ｇ 但 Ｔ Ｓ的研究 也 有 了很 大 的进 展 ． 目前 ， 用 基 因沉 默技 术进 行 抗病 毒研 究 已经 成 为植 物病 毒 学研 究 的热 点 ． 文对 Ｒ Ａ沉 默 的 利 本 Ｎ 发现 、 作用 机 理 、 点 、 特 以及在 植 物功 能基 因研究 和病 毒 抗性 方 面 的应用 进 行 了综述 ．
ｍ Ｎ Ｒ Ａ在 细 胞质 内积 累量很 低 或根 本 检测 不 到． 是 由于 细胞 核 内转 录 的 ｍＲ Ａ进 入 细 胞 质 后 ， 具 有 这 Ｎ 与 同源 的植 物 体 内源基 因或侵 人 的 同源病 毒 核酸 形成 双 链 Ｒ Ａ并 发 生 了降 解 ， 而 导致 共 抑 制 的现 象 ． Ｎ 从 自 Ｒ Ａ沉 默现 象发 现 以来 ， 成 为生 物 学领 域一 个新 的研 究 热点 ， 在 对其 作 用 机 制 、 Ｎ 就 现 自然情 况 下 对 生物 体
在 研究 转基 因植物 中 ， 想通 过 添 加过 量 的合成 色 素 的基 因拷 贝 的方 法 ， 图增 添 花瓣 的颜 色 ， 果 花 瓣 着 试 结 色 并未 加深 ， 而且 部分 转基 因花 还 出现 了 白色 ． 仅 导人 的基 因 未 表达 ， 物 自身 的合 成 色 素基 因 的表 达 不 植 也 受到 抑制 ， 们 称此 现 象为共 抑 制 现象 （ ｏｕ ｐｅｓ ｎ ． 人 在 研究 脉胞 菌 属 中导人 类 胡 萝 卜 基 因 它 ｃｓｐ ｒｓｉ ） 有 ｏ 素
后 引起 大约 ３ ％ 被转 化 细胞 的脉胞 菌 基 因 失 活 ， 们 称 之 为 抑 制 （ ｕｌｎ ） 与 此 同 时 ， 究 秀 丽 新 小 杆 ０ 他 ｑ ｅｉｇ ． ｌ 研
线 虫 的科学 家 们 也试 图应 用 反 义 技术 来 阻 断某 个 基 因的 功 能． ９ ８年 卡 耐基 研究 所 Ｆｒ 的研究 认 为 无 １９ ｉ ｅ 论 正义 Ｒ Ａ对基 因表达 的抑 制 还 是 反 义 Ｒ Ａ对 基 因 表 达 的 阻 断 都 是 体 外 制 备 过 程 中 ， 量 双链 Ｒ Ａ Ｎ Ｎ 微 Ｎ （ ｓ Ｎ 的污 染所 引 起 的． 且 就 是 这 些 双链 Ｒ Ａ 导 致 了基 因沉 默 ． 别 纯 化 ｄ Ｒ Ａ、 义 Ｒ Ａ、 义 ｄ Ｒ Ａ） 而 Ｎ 分 ｓＮ 正 Ｎ 反 Ｒ Ａ并 分 别注 射线 虫 ， 义 Ｒ Ａ元 基 因抑 制 作 用 ，ｓ Ｎ Ｎ 正 Ｎ ｄＲ Ａ抑 制 相应 基 因表 达 的效 率 比反 义 Ｒ Ａ 至 少 高 Ｎ
关键 词 基 因沉默 ， Ｎ Ｒ Ａ沉 默 ， 抗病 毒机 制 Ｑ ４ ． ９５ ８ 文献 标 识码 Ａ 文章编 号 １７ －６ ４ ２ １ ） １ ０ ５ ４ ６ ２６ ３ （ ０ ０ Ｏ － ４ － ０ ０ 巾图分 类 号
基 因沉 默是 普遍 存 在 于植 物界 的一种 防御 反应 ． 因沉 默是 指 生 物 体 中特 定 的基 因 由于 种 种 原 因不 基 表达 ． 发生 在 两种水 平 上 ， 种 是 转 录 水平 上 的基 因沉 默 （ ｒｎｃｉｔ ｎ ｇｎ ｉ ｎｉｇ Ｔ Ｓ ， 一 种 是 它 一 Ｔａｓｒ ｉ ｌ ｅｅｓｅｃ ，Ｇ ） 另 ｐｏ ｌ ｎ
收 稿 日期 ：０ ９０ —５ ２ ０ －８２
基金项 目： 国家 自然科 学基金 资助课题 （０ ７ １９ ３ ８ ００ ） 通讯作者 ： 曹雪松 ， — ａ ：ａｘ ｅｏ ｇ ｃ ．ｄ ．ｎ Ｅ ｍ ｉ ｃｏｕｓｎ ＠ｌ ｅ ｕ ｃ ． ｌ ｕ
第２ ３卷
第 １期
聊城大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｉ ｃ ｅｇＵ ｉ ｒ ｔ（ ａ．ｃ． ｏｒａ ａ ｈ ｎ ｎｖ ｓ ｙ Ｎ ｔＳ ｉ） ｏＬ ｏ ｅｉ
Ｖ０ ． ３ Ｎｏ １ １２ ．
Ｍ ａ ． ０１ ｙ２ ０
２１ ０ ０年 ３月
植 物 基 因沉 默 的研 究进 展
１ 基 因沉 默 的发 现 及 分 类
上 世纪 ９ ０年代 人 们在 研究 植 物 、 菌 、 虫 、 虫和 老 鼠时发 现 了很 多 Ｒ Ａ沉 默 的现象 ． 们 的共 同 真 蠕 昆 Ｎ 它 之 处是 把一 个 有特 定 序列 的 核 酸 导人 细胞 中可 减 少 相应 基 因 ｍ Ｎ 的稳 态 水 平 ． ９ ０年 Ｊｒｅｓｎ等 … Ｒ Ａ １９ ｏｇｎｅ
的防御 机 制 来抵 御 、 坏 病原 物 的侵 染 ． 破 近年 来 ， 因沉默 作 为 一 个重 要 的 细胞 内防御 外 源核 酸 基 的机制 ， 来越 受到科 学 家的重视 ． 越 对这 一领 域 的研 究不 仅 能 够 了解基 因沉默 的机 理 ， 且 可 以 并
为 利 用该机 制 构 建抗 病毒 转 基 因植物 提供 理 论指 导 和技 术 支持 ．
田 野 曹雪松２
（． １ 曲阜师 范大学 生命科学 学院 ， 山东 曲阜 ２３ ６ ；． ７ １５ ２ 聊城大 学 生命 科学学 院 ， 山东 聊 城 ２ ２ ５ ） ５０ ９
摘
要
植 物 抗病 毒 机制 是 目前研 究 的热 点． 长期 的进 化 过程 中， 物 形成 了一 系列复 杂有 效 在 植
的重 要性 等 方 面 已经有 了一 定 的认 识 ， 而且 在 线 虫 中 已实 现 了 利用 Ｒ Ａｉ Ｎ 技术 进 行 大 规模 的功 能基 因组 学 的研究 ． Ｎ Ｒ Ａ沉默 的机理 和应 用 最先 在 动物 中得 到 深人 研究 ． 近 年来 对植 物 中 Ｐ Ｇ 但 Ｔ Ｓ的研究 也 有 了很 大 的进 展 ． 目前 ， 用 基 因沉 默技 术进 行 抗病 毒研 究 已经 成 为植 物病 毒 学研 究 的热 点 ． 文对 Ｒ Ａ沉 默 的 利 本 Ｎ 发现 、 作用 机 理 、 点 、 特 以及在 植 物功 能基 因研究 和病 毒 抗性 方 面 的应用 进 行 了综述 ．
ｍ Ｎ Ｒ Ａ在 细 胞质 内积 累量很 低 或根 本 检测 不 到． 是 由于 细胞 核 内转 录 的 ｍＲ Ａ进 入 细 胞 质 后 ， 具 有 这 Ｎ 与 同源 的植 物 体 内源基 因或侵 人 的 同源病 毒 核酸 形成 双 链 Ｒ Ａ并 发 生 了降 解 ， 而 导致 共 抑 制 的现 象 ． Ｎ 从 自 Ｒ Ａ沉 默现 象发 现 以来 ， 成 为生 物 学领 域一 个新 的研 究 热点 ， 在 对其 作 用 机 制 、 Ｎ 就 现 自然情 况 下 对 生物 体
在 研究 转基 因植物 中 ， 想通 过 添 加过 量 的合成 色 素 的基 因拷 贝 的方 法 ， 图增 添 花瓣 的颜 色 ， 果 花 瓣 着 试 结 色 并未 加深 ， 而且 部分 转基 因花 还 出现 了 白色 ． 仅 导人 的基 因 未 表达 ， 物 自身 的合 成 色 素基 因 的表 达 不 植 也 受到 抑制 ， 们 称此 现 象为共 抑 制 现象 （ ｏｕ ｐｅｓ ｎ ． 人 在 研究 脉胞 菌 属 中导人 类 胡 萝 卜 基 因 它 ｃｓｐ ｒｓｉ ） 有 ｏ 素