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空心蓮子草VIGS技術應用取得新進展

來源:環境修復室 發布時間:2017-10-23 作者:付衛東 點擊量:

       近期,我所退化及污染農田修復創新團隊在防范入侵莧科植物空心蓮子草中首次成功應用了VIGS技術,解析了干旱和鹽脅迫下空心蓮子草相關基因功能,為深入研究空心蓮子草的表型可塑性和適應性分子機制提供了有效途徑。相關研究成果在線發表在國際知名期刊《植物科學前沿(Frontiers in Plant Science-Technical Advances in Plant Science)》上。 
       空心蓮子草(Alternanthera philoxeroides),為多年生草本植物,被列為世界十大惡性入侵雜草,廣泛入侵我國熱帶、亞熱帶地區,對農業生產、生態環境造成嚴重危害。在該項研究中,開發了一種簡單、高效的馬鈴薯病毒誘導的基因沉默(VIGS)方法。該方法利用沉默八氫番茄紅素脫氫酶基因,導致光漂白表型,再利用VIGS技術使干旱誘導蛋白基因15(ApDRI15)和鹽誘導蛋白基因1(ApSI1)沉默,改變了植株對脅迫的敏感度。研究表明,基于PVX誘導VIGS方法是一個簡單有效解析空心蓮子草基因功能的工具。空心蓮子草VIGS技術的成功應用,為研究其生物學特性與快速入侵新生境的內在關聯機制提供了有效研究手段,對科學防控其蔓延危害具有重要的理論意義和應用價值。

       Figure 1. Development of ApPDS-silenced plants. (A) T-DNA schematic structure of the pgRPDS virus vector. LB and RB indicate the left and right T-DNA border sequences. 35S indicates the 35S promoter of cauliflower mosaic virus. RdRp indicates the potato virus X (PVX) 165K RNA-dependent RNA polymerase. 8K, 12K and 25K indicate the PVX triple gene block movement proteins. CP indicates the viral coat protein gene. Nos indicates the nopaline synthase transcriptional terminator. The specific target sequence of the ApPDS gene is contained in the box. (B) The photo-bleaching phenotype. The control was plants agro-infiltrated with the empty vector. SP indicates the ApPDS-silenced plants, exhibiting photo-bleaching. (C) The expression level of ApPDS. SP1 through SP5 are five replicate ApPDS-silenced plants. (D) The total chlorophyll levels of new leaves from PDS-silenced plants. SP1 through SP5 are five ApPDS-silenced plants.
       該研究得到中國農業科學院科技創新工程的資助。中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所創新團隊博士后柏超為該論文的第一作者,張國良研究員和中科院微生物所吳家和研究員為通訊作者.
      文章鏈接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2017.01579/full


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