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转录后基因沉默是植物自身抵抗植物病毒侵染的一种保护机制,实践证明通过转基因在植物体内表达植物病毒的某个完整基因或者基因部分片段的双链RNA(dsRNA)均能获得高抗的转基因植株。也有研究表明在植物体外表达或合成植物病毒某个完整基因的dsRNA,也能诱导植物提高自身对病毒的抗性。但在体外表达仅含有植物病毒部分基因片段的dsRNA,能否也能诱导植物的抗病性还未见报道。
本研究以马铃薯Y病毒坏死株系CP基因为基础,以L4440为载体构建了两个含有部分PVYN-CP基因片段的dsRNA原核表达载体,将其转化大肠杆菌菌株HT115(DE3),获得了相应的转化体,诱导表达产生了相关的dsRNA,并对产生的dsRNA进行了诱导抗病毒试验,主要结果如下:
1、RT-PCR获得了PVYN-CP全长基因序列,并以此为基础构建了含有PVYN-CP基因5端264bp和中间253bp的反向重复两个原核表达载体LL-LS-L4440和ML-MS-L4440;
2、将其分别转化大肠杆菌菌株HT115,获得了相应的转化体。含有ML-MS-L4440的转化体经过IPTG诱导表达,获得了相应的dsRNA,并通过在不同时间添加IPTG,确定了高产dsRNA的IPTG最佳诱导时期;通过比较不同的dsRNA提取方法,最终确定了LiCl沉淀法提取dsRNA比较理想。
3、用表达dsRNA的灭活细菌液和dsRNA提纯液及其100倍稀释物处理烟草进行攻毒的试验,结果证明表达dsRNA的灭活细菌溶液和dsRNA提纯液及其100倍稀释物均能降低PVYN在烟草体内的含量,减轻PVYN对烟草的为害,表明含有PVYN-CP部分基因片段的体外表达的dsRNA能够诱导植物对病毒产生抗病性。
上述结果证实利用转录后基因沉默机制,构建含有部分植物病毒基因片段的原核表达载体,在特定的细菌菌株中诱导表达相应的dsRNA,用其灭活的细菌溶液和dsRNA提纯液处理烟草,可诱导植物的病毒的抗性,这为诱导植物抗病毒的策略的制定奠定了基础,对植物病毒的防治具有广阔应用前景和实践意义。