小葫芦配上了“金钥匙”
发布时间: 2021-06-16 | 浏览次数: 10 | 文章作者: | 发布人: 植保学院

葫芦科作物包括西瓜、甜瓜、黄瓜、西葫芦等多种瓜类,是世界上重要的经济作物。明确不同基因在瓜类作物生长、发育、高产和抗病等过程中的作用,为利用分子育种技术改良作物品种提供科学指导,是当前的国际研究热点。但是葫芦科作物的遗传转化非常困难,有的无法进行,有的转化效率极低,所以相关研究进展异常缓慢,阻碍了定向育种的开展进度。

我院李向东教授团队经过多年研究,构建了可应用于葫芦科作物基因和微RNAmiRNA)功能研究的病毒载体,为研究葫芦科作物基因功能提供了新工具。近日,该成果在植物科学领域著名学术刊物《植物生理学报》(PLANT PHYSIOLOGY作为封面文章发表。

利用病毒载体沉默或者超量表达某个植物基因,进而明确该基因的功能是目前普遍应用的研究策略。烟草环斑病毒(TRSV)寄主范围广泛,能侵染葫芦科、豆科、茄科等54个科的300多种植物。李向东教授团队研发出基于TRSV的载体,可携带瓜类作物的特异性基因片段或miRNA,侵染黄瓜、甜瓜、西瓜和西葫芦后引起不同的表型。根据这些表型就可推断瓜类作物基因的功能。值得一提的是,这是首个应用于葫芦科作物研究miRNA功能的病毒载体。他们对TRSV载体进行改造,提高外源基因的表达量,这样就可以利用该载体还可通过超量表达某个基因来研究其功能。将绿色荧光蛋白基因插入TRSV载体后,在本氏烟及葫芦科作物植株上均能观察到非常强的绿色荧光,说明该载体可以高效表达外源基因。

李向东教授介绍,TRSV作为沉默载体能高效沉默葫芦科作物的内源基因,沉默效率高是其显著优势。作为超量表达载体,TRSV能承载3500bp的外源片段,可用来研究编码1000多个氨基酸的基因的功能。TRSV载体是葫芦科作物基因研究的一把“金钥匙”,可在葫芦科作物基因功能研究中广泛应用,将有力促进葫芦科作物的定向育种工作。

该研究得到了国家自然科学基金项目(31801704, 31720103912)和山东省政府“泰山学者建设工程”项目(TS201712023)的资助。