转基因烟草中启动子活性对RNA介导的病毒抗性的影响

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:suncj007
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RNA干扰(RNA interference,RNAi)是外源或内源性的双链RNA诱发地特异性降解与之同源的mRNA,从而导致相应基因不表达的现象。目前已经发现存在于动物、植物及真菌等生物体中,是生物细胞抵御外来遗传因子入侵以保持自身基因组完整性的防御机制。对于它的机制,人们从转基因结构及转录速率等不同角度研究影响RNA沉默的因素。启动子是一段提供RNA聚合酶识别和结合的DNA序列,是基因表达调控的一种重要的顺式元件。为了检测不同启动子对RNA介导病毒抗性的影响,本研究选择了裂叶矮牵牛碱性亮氨酸拉链的蛋白质(PNZIP)基因启动子、花椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子和玉米泛素蛋白(polyubiquitin)基因Ubi启动子三种启动子进行研究,结果对于将来有效地选择启动子成功应用RNA介导的病毒抗性策略提供依据,具有重大指导意义。具体结果如下:   1、PVYCP基因3’端的400bp和500bp为目的片段,分别插入到双元表达载体pCAMBIA1300中,构建茎长度为400bp,环长度100bp的发夹结构植物表达载体p35S+IR、pUbi+IR、pPNZIP+IR.   2、将所构建的植物表达载体p35S+IR、pUbi+IR、pPNZIP+IR及空pCAMBIA1300利用冻融法导入农杆菌LBA4404。菌液PCR及酶切鉴定证明质粒均已成功正确导入农杆菌中。   3、叶盘法转化烟草NC89。经卡那霉素对再生植株进行抗性筛选,后经PCR检测,分别获得转pCAMBIA1300的烟草30株,转p35S+IR的烟草112株,转pUbi+IR的烟草115株,转pPNZIP+IR的烟草152株。   4、以PVYN的病汁液为接种物,汁液摩擦接种转基因烟草,对转基因植株进行了抗病性分析。症状观察及ELISA检测表明,不同的转基因植株对PVYN的抗性存在着差异。统计测定结果显示,在转pPNZIP+IR、p35S+IR、pUbi+IR的烟草中,PVY抗性植株的比例分别为83.54%、65.18%和24.33%。   5、转基因植株的Northern blot及siRNA的杂交分析表明,转基因在RNA水平上都得到了表达,这种抗病性为RNA介导的抗病性,是RNA沉默的结果,但抗病性与siRNA的积累量二者并无相关性。   6、启动子活性检测通过启动子驱动GUS表达载体转化烟草进行GUS活性分析。分别将约1800bp长度的GUS片段连在含有三个启动子的双元表达载体之后,转化农杆菌,叶盘法转化烟草,经卡那霉素筛选获得若干转基因植株。选择经GUS化学组织染色为阳性的植株进行酶活检测,检测结果显示:PNZIP启动子表现出最高的活性,是35S启动子活性的9倍;Ubi启动子活性较低,仅是35S启动子活性的0.5倍。   7、综上所述,研究结果表明启动子的活性对RNA介导的病毒抗性有着显著的影响,病毒抗性比例与启动子活性具有相关性,高效率的基因表达可介导高水平的病毒抗性。
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