一种基于TRV-VIGS的高通量大豆基因功能验证方法

• 作者: 孙天杰 孙希哲 孙立永 张洁 王冬梅 王梦璇 麻楠
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 学科: 农学
• 关键词: 病毒介导的基因沉默(VIGS) 烟草脆裂病毒 沉默效率 大豆 系统性沉默
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 研究资源与技术改进
• 页码范围: 2080-2090
• 页数: 11页
• 分类号: S184
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2020.11.017

摘要

病毒介导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)是一种快速、高效、便捷的基因功能验证的反向遗传学手段.烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)介导的VIGS技术可以在多种植物上实现基因沉默,但其应用却因由侵染操作引起的植物损伤与沉默效率低下受到限制.本研究以大豆(Glycine max)为材料,通过对农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)侵染方法进行改良,使TRV从植物根部侵染,随病毒在植物体内的运输,实现对植物内源基因的系统性沉默.实验结果表明,将携带VIGS载体的农杆菌使用本方法从根部侵染大豆后,可以使同一处理批次内近全部植株产生有效基因沉默,基因沉默效率均在67％以上,最高达到98％;对处理植株不同位置的叶片进行检测,发现第1至第3轮三出复叶均有较为理想的沉默效果,其中第1轮三出复叶的沉默效率最高;本研究有效沉默的基因包括非特异性脂质转运蛋白(non-specific lipid-transfer protein,LTP)、病程相关蛋白1(pathogenesis-related protein 1,PR1)、索马甜类蛋白(thaumatin-like protein,TLP)、脱水素类蛋白(dehydrin-like protein,DHN)、木葡聚糖内糖基转移酶(xyloglucan endotransglucosylase,XTH)和富半胱氨酸跨膜蛋白(cysteine-rich transmembrane protein,CYSTM).本方法简单易行,可以在短时间内获得大量的基因沉默植株,为基因功能的验证建立了高效的实验操作体系.