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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 利用轉(zhuǎn)基因本生煙研究BBSV的衛(wèi)星RNA的生物學(xué)功能
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 對甜菜黑色焦枯病毒（BBSV）的衛(wèi)星RNA的生物學(xué)功能進(jìn)行探究。
- 詳細(xì)介紹：
- 甜菜黑色焦枯病毒屬于番茄叢矮病毒科壞死病毒屬，是首先在我國甜菜上發(fā)現(xiàn)的能夠引起甜菜葉片出現(xiàn)黑色焦枯斑、葉緣內(nèi)卷、根毛大量壞死的病毒。在BBSV的新疆分離物中，含有一個(gè)615nt長的衛(wèi)星RNA包含于病毒顆粒之內(nèi)。本文以轉(zhuǎn)不同形式的衛(wèi)星RNA本生煙為研究載體，通過檢測轉(zhuǎn)正義鏈形式的衛(wèi)星RNA植株中是否可以產(chǎn)生其負(fù)義鏈，來探究衛(wèi)星RNA能否在寄主體內(nèi)依賴寄主的復(fù)制酶系統(tǒng)進(jìn)行自我復(fù)制；利用農(nóng)桿菌注射接種含有衛(wèi)星RNA各結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)基因植株，通過對gfp基因表達(dá)情況的檢測，驗(yàn)證衛(wèi)星RNA是否具有基因沉默抑制子功能；通過對轉(zhuǎn)不同形式衛(wèi)星RNA的本生煙接種不同病毒毒源，來探究衛(wèi)星RNA與不同病毒之間的關(guān)系以及轉(zhuǎn)基因本生煙對病毒致病性的影響。本文通過以上三個(gè)方面來對衛(wèi)星RNA的生物學(xué)功能有更全面的了解。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 基于目前甜菜黑色焦枯病毒（beet black scorch virus，BBSV）衛(wèi)星RNA的研究現(xiàn)狀，利用含有各種結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星RNA轉(zhuǎn)基因植株，從衛(wèi)星RNA的復(fù)制、衛(wèi)星RNA的抑制子功能及其與寄主植物的相互作用方面，對衛(wèi)星RNA生物學(xué)功能進(jìn)行更深入的研究。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1通過對轉(zhuǎn)基因植株的抗病性研究,希望能夠找到抗病的轉(zhuǎn)基因株系,從而應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 2利用衛(wèi)星RNA轉(zhuǎn)基因植株探究衛(wèi)星RNA的自我復(fù)制，是完全利用了寄主植物的RNA復(fù)制酶系統(tǒng)這種植物體內(nèi)研究方法，比農(nóng)桿菌注射或體外轉(zhuǎn)錄接種兩種瞬時(shí)表達(dá)的方法更具有說服力； 3通過將待定抑制子衛(wèi)星RNA穩(wěn)定轉(zhuǎn)化本生煙來研究它的功能，證明植物病毒的衛(wèi)星RNA可以做基因沉默的抑制子，是基因沉默抑制子領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 對BBSV衛(wèi)星RNA與寄主植物和病毒之間的相互作用，進(jìn)一步探究衛(wèi)星RNA生物學(xué)功能，增強(qiáng)對輔助病毒及其衛(wèi)星RNA之間相互作用的了解和認(rèn)識，為進(jìn)一步在田間進(jìn)行抗病毒甜菜的研究提供理論指導(dǎo)。 檢測衛(wèi)星RNA在寄主中可否自我復(fù)制，為非編碼的病毒RNA復(fù)制機(jī)制領(lǐng)域的研究提供新的參考。 如果證明衛(wèi)星RNA具有抑制子功能，能夠完善對基因沉默通路的認(rèn)識，進(jìn)而能夠利用基因沉默機(jī)制培育出抗病毒的轉(zhuǎn)基因植株。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 甜菜黑色焦枯病毒屬于番茄叢矮病毒科壞死病毒屬，是首先在我國甜菜上發(fā)現(xiàn)的能夠引起甜菜葉片出現(xiàn)黑色焦枯斑、葉緣內(nèi)卷、根毛大量壞死的病毒。在BBSV的新疆分離物中，含有一個(gè)615nt長的衛(wèi)星RNA包含于病毒顆粒之內(nèi)。本文以轉(zhuǎn)不同形式的衛(wèi)星RNA本生煙為研究載體，通過檢測轉(zhuǎn)正義鏈形式的衛(wèi)星RNA植株中是否可以產(chǎn)生其負(fù)義鏈，來探究衛(wèi)星RNA能否在寄主體內(nèi)依賴寄主的復(fù)制酶系統(tǒng)進(jìn)行自我復(fù)制；利用農(nóng)桿菌注射接種含有衛(wèi)星RNA各結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)基因植株，通過對gfp基因表達(dá)情況的檢測，驗(yàn)證衛(wèi)星RNA是否具有基因沉默抑制子功能；通過對轉(zhuǎn)不同形式衛(wèi)星RNA的本生煙接種不同病毒毒源，來探究衛(wèi)星RNA與不同病毒之間的關(guān)系以及轉(zhuǎn)基因本生煙對病毒致病性的影響。本文通過以上三個(gè)方面來對衛(wèi)星RNA的生物學(xué)功能有更全面的了解。
獲獎(jiǎng)情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- Cui, X., Z. Cai, et al. (1991). "Study on symptom pattern of sugarbeet rhizomania disease." Plant Prot 17: 5-7. Cai, Z., D. Chen, et al. (1993). "Identification of pathogenic virus of beet black scorch disease and detection by synthesized cDNA probes." J. Beijing Agric. Univ 19: 112. Jiang, J., J. Zhang, et al. (1999). "Transmission of beet black scorch virus by Olpidium brassicae." J. Jiangxi Agric. Univ 21: 525-528. Cao, Y., Z. Cai, et al. (2002). "The complete nucleotide sequence of Beet black scorch virus (BBSV), a new member of the genus Necrovirus." Archives of Virology 147(12): 2431-2435. Guo, L., Y. Cao, et al. (2005). "Analysis of nucleotide sequences and multimeric forms of a novel satellite RNA associated with beet black scorch virus." Journal of Virology 79(6): 3664. Yuan, X., Y. Cao, et al. (2006). "Analysis of the subgenomic RNAs and the small open reading frames of Beet black scorch virus." Journal of General Virology 87(10): 3077.
同類課題研究水平概述
- 甜菜黑色焦枯病毒（Beet black scorch virus, BBSV）是首先在我國甜菜上發(fā)現(xiàn)的能夠引起甜菜葉片出現(xiàn)黑色焦枯斑、葉緣內(nèi)卷、根毛大量壞死的病毒。在BBSV的新疆分離物中，同時(shí)含有一個(gè)衛(wèi)星RNA（sat-RNA）包含于病毒顆粒之內(nèi)。該衛(wèi)星RNA的基因組為一條正義單鏈的RNA，由615個(gè)核苷酸組成（GenBank登錄號：NC_006460），不編碼蛋白質(zhì)，為一種新的非編碼型衛(wèi)星RNA。 現(xiàn)在對衛(wèi)星RNA的情況已經(jīng)有了以下了解： 一、衛(wèi)星RNA的復(fù)制 在BBSV病毒的枯斑寄主莧色藜（Chenopodium amaranticolor）以及提純病毒顆粒中存在多種不同形式的BBSV衛(wèi)星RNA分子，包括單鏈、雙鏈的單體或二聚體、單鏈四聚體以及反義單體或二聚體等，這些形式的體外轉(zhuǎn)錄物均具有侵染活性；單體分子的5’和3’末端序列對sat-RNA的復(fù)制起始及復(fù)制效率具有重要的作用； BBSV sat-RNA的復(fù)制過程中不存在環(huán)型分子或“滾環(huán)復(fù)制”機(jī)制。 二、衛(wèi)星RNA的致病性 在低溫（18度）條件下，BBSV能夠很好的系統(tǒng)侵染本生煙，且衛(wèi)星RNA的加入，能夠加重輔助病毒BBSV的癥狀。為了探究衛(wèi)星RNA使病毒致病性加強(qiáng)的機(jī)理，通過對不同溫度下BBSV及其衛(wèi)星RNA侵染本生煙后的葉片中病毒基因組表達(dá)水平及病毒來源的小RNA（viRNA）含量分析，并通過的大規(guī)模的測序?qū)iRNA進(jìn)行序列分析，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星RNA致病性的加強(qiáng)可能是由于衛(wèi)星RNA的存在降低了寄主基因沉默系統(tǒng)對輔助病毒BBSV的降解，使得輔助病毒能更好的復(fù)制和積累。 三、衛(wèi)星RNA與寄主本生煙的相互作用 為了認(rèn)識BBSV sat-RNA參與并增強(qiáng)輔助病毒致病性的本質(zhì)，利用DNA重組技術(shù)和轉(zhuǎn)gfp基因本生煙line 16c作為模式植物，從基因沉默的角度對BBSV sat-RNA與植物的相互作用進(jìn)行初步的研究。結(jié)果表明，以負(fù)義鏈形式表達(dá)的sat-RNA能夠強(qiáng)烈抑制由同源gfp RNA引起的系統(tǒng)性基因沉默。正向插入的sat-RNA對沉默的抑制則不明顯。BBSV sat-RNA對基因沉默的抑制程度有劑量依賴效應(yīng)。反義鏈BBSV sat-RNA 不僅具有抑制系統(tǒng)性基因沉默的功能，而且也能夠在一定程度上對接種葉的早期轉(zhuǎn)錄后基因沉默反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用。
