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水稻条纹叶枯病和水稻黑条矮缩病是在水稻上普遍发生、危害严重的病毒病。水稻条纹叶枯病病的病原为水稻条纹病毒(Rice stripe virus, RSV)。RSV侵染水稻后,心叶褪绿、出现捻转,枯叶呈圈弧状下垂,严重时心叶枯死,最终导致水稻产量明显降低,甚至绝产。水稻黑条矮缩病的病原为水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)。感染RBSDV的水稻在生长早期比正常植株分蘖多,出现明显矮缩、叶色浓绿、叶脉产生白色蜡质短条状突起,感病植株即使存活到成熟,也表现为生长严重受阻。两种病毒均由灰飞虱持久性传播。近年来,水稻条纹叶枯病和水稻黑条矮缩病在各地有不同程度的流行,给水稻生产造成严重损失。RNA介导的病毒抗性(RNA-Mediated VirusResistance,RMVR)是近年来发展的一种抗病毒基因工程策略,通过降解侵染的病毒RNA,使入侵的病毒不能在植物体内复制积累,从而使转基因植物达到抗病毒目的。选择标记基因的应用为植物抗病毒基因工程提供了便利的选择体系,然而选择标记基因对环境和生物的潜在威胁也引起了公众的担忧,影响转基因技术产业化发展。培育无选择标记的转基因植物是解决抗性标记基因安全性问题的有效途径之一。另一方面,在对田间病毒病害流行规律和抗病育种方面的研究中,均需要快速、灵敏和准确的检测方法,由于RBSDV在寄主植株中不稳定、提纯难度大,难以获得高质量的抗血清。通过原核表达并纯化病毒外壳蛋白,可制备高效率的抗血清,建立准确灵敏的检测体系,为田间样品的大量检测提供基础。本研究利用双T-DNA系统,以RSV CP基因中间400bp片段为靶序列构建hpRNAi植物表达载体,转化水稻愈伤组织,获得了无选择标记基因的抗RSV水稻新种质,为抗RSV水稻育种奠定基础。克隆了大小为1801bp的RBSDV CP基因全长序列,原核表达RBSDV CP蛋白,蛋白经纯化免疫家兔获得了灵敏度高、特异性强的多克隆抗血清,可广泛用于田间样品的大量检测。主要研究结果和结论如下:(1)抗RSV无选择标记转基因水稻的培育以获得的RSV CP基因为模板,PCR扩增RSV CP基因中间400nt片段。将扩增的片段反向插入双T-DNA植物表达载体pCAMBIA-1300DT中的PLD基因内含子两侧,构建了hpRNAi植物表达载体pDTRSVCP。经PCR检测和酶切鉴定表明双T-DNA表达载体构建成功。将构建的植物表达载体pDTRSVCP利用冻融法导入农杆菌EHA105,通过农杆菌介导转化临稻10愈伤组织,经过潮霉素B筛选和PCR鉴定,获得15株潮霉素抗性T0代转基因植株,有7株同时含有hpt基因和RSV CP基因。将同时含有标记基因hpt和RSV CP基因的T0代转基因植株自交,获得的T1代转基因植株中hpt基因和RSV CP基因发生分离,其中4个株系只含有RSV CP基因。将获得的T1代分离株系自交产生T2代植株,获得了无选择标记的、目的基因稳定遗传的临稻10转基因植株。对获得T2代无选择标记转基因植株进行RSV抗性检测,结果显示获得2个高抗RSV的转基因株系,植株的感病率均在5%以下,低于野生型对照植株(感病率为38%)。对获得的高抗转基因植株进行Southern和Northern杂交分析。Southern结果显示,目的基因以低拷贝整合于水稻基因组中;Northern结果显示,抗RSV转基因植株中RNA积累量明显低于同类感病植株,转基因植株均检测到siRNA存在,表明转基因植株的病毒抗性是由RNAi介导的。(2)水稻黑条矮缩病毒外壳蛋白多克隆抗体的制备以提取的山东济宁感染RBSDV水稻总RNA为模板,反转录获得cDNA。通过RBSDV CP特异引物扩增得到RBSDV CP基因。将RBSDV CP基因插入原核表达载体pET30-a(+),利用大肠杆菌BL21(DE3)成功表达了融合组氨酸标签的His-RBSDV CP蛋白。用纯化的His-RBSDV CP融合蛋白免疫家兔,获得了多克隆抗血清。ELISA检测结果显示,抗血清的效价为1:81000;Western blot鉴定结果显示,多克隆抗血清能与感染RBSDV的水稻植株提取液中的病毒外壳蛋白发生特异反应,而阴性对照无目的条带,表明制备的多克隆抗血清灵敏度高、特异性强,可广泛用于实验室及田间样品的大量检测。