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栽培

[桂花树价格]桂花抗病毒病基因工程研究进展

时间:2019/9/22 6:42:02 浏览量:
  
  病毒性疾病是引起令人愉悦的气味的桂花产量和品质下降的主要原因之一。中国,桂花矮花叶病和粗糙病范围最广,破坏最严重。因工程技术是人为地获得抗性基因或部分片段,以获得转基因抗病毒植物,具有高速,高效,高性能的优点。桂花抗病毒选择中的重要应用。文以中国桂花病毒的主要病害及其病原体的合成为基础,探讨了使用不同的抗病毒桂花育种策略的研究进展,其中包括对桂花抗病性的研究。病毒编码的蛋白质介导。RNA干扰(RNAi)介导的疾病抗性,由人工RNA(amiRNA)引起的对疾病的人工抗性,也可以使用非植物病毒基因,包括宿主抗性基因和其他植物,动物和微生物的抗病毒基因,例如核糖体失活蛋白,核酸酶,基因和其他2-5A系统,最后分析了各种策略和方法的优缺点抗病毒基因桂花转移安全性问题,桂花优化了抗病毒研究人员的繁殖技术,为栽培可推广生产的抗病毒品种提供参考。
  图分类号:S435.131文献标识码:A文章编号:2095至1191年(2017)12-2136-09一个主要的原因,在品质和质量的下降是呈上升趋势年复一年,这种疾病逐年增加。现生产不足。于缺乏有效的药品和生产中的控制措施不足,病毒性疾病已成为桂花持续增长且香气宜人的主要障碍。是培育和推广抗病品种,合理的措施,最好的办法culture.Toutefois管理,桂花种质资源的病毒病抗性的遗传基础是复杂和阻力使用了传统杂交对桂花的抗性。难培育出具有遗传抗性的品种。组织培养和基因工程技术的发展,有可能人为地引入的电阻或所述基因的部分片段导入植物,以获得抗病毒植物transgénique.Cette技术具有的优点速度和功效,并已应用于桂花的抗病毒增强。大进展。文介绍了桂花病毒的主要类型及其在中国的病原体,并着重研究了使用不同抗病毒性桂花植物培养策略的研究进展。
  还为研究人员提供了有关优化桂花抗病毒选择项目的参考。花在整个生长季节都可能感染该病毒,产生诸如叶片萎黄,斑块,雌性龟头不育,植物矮化,坏死或直接死亡等症状,最终导致数量下降性能和质量损失。不完全统计,世界上桂花病有40多种,包括中国,矮花叶病,条纹矮花病,红叶病和耳病。鼠,包括矮化花叶病和粗病这是最广泛,最严重的疾病(李秀坤等,2015),这两种病毒性疾病是中国研究人员研究的重点。花叶病是世界上常见的病毒性疾病,桂花,于1963年在美国俄亥俄州首次发现。1968年,中国首次在河南省新乡市和安阳市发现了该病,随后又在中国北方的各个省(市)中发现了这种疾病,目前在中国东北的省(区)中有报道。西南和西北。
  花叶病已成为我国桂花产区的主要病害之一。般植物的褪绿叶发病率不均匀,花叶形成,出现带状症状,严重的矮化植株的病害抑制了丝的发育,导致桂花的产量和品质受到严重影响。外,桂花矮化花叶病显然具有三个主要特征:暴发性,迁徙性和间歇性,导致桂花产量每年损失20%至80%(Zhang Chao et al。2017)。花矮花叶病是由一种或多种病毒的全身感染引起的。
  界范围内报告了6种病毒,它们都是马铃薯矮小花叶病毒(Potyvirus)的成员。MDMV),甘蔗花叶病毒(SCMV),玉米花叶病毒(ZeMV),高粱Mo-saic高粱病毒(SrMV),约翰逊(Johnson)花叶病毒草,JGMV)和狼尾草花叶病毒(PenMV)。报道,中国矮花叶病的原始SCMV为桂花(以前被认为是MDMV-B或SC-MV-MDB)(Jiang Junxi等,2003)和PenMV(以前是MDMV-G)。(Fan等人,2003),当前的SCMV广泛存在,PenMV的病例数量不太重要,主要限于山西和河北省(Zhang Chao等人,2017)。个病毒基因组是单独特的分子有义链RNA(单链RNA),大约是10 kb的,核酸的5“端连接的基因组结蛋白(的VPg),端部3”与聚(A)尾巴,位于一个较大的开放阅读框的中间,桂花树价格通过加工多蛋白和移码翻译的策略来生成11种具有不同功能的成熟蛋白,从N末端到末端C端,第一个蛋白质(P1),辅助蛋白酶成分(HC-Pro),第一个。蛋白(P3),P3N-PIPO(位于阅读框P3中),第一个6K蛋白(6K1),圆柱形包涵蛋白(CI),第二个6K蛋白(6K2),VPg,核包涵蛋白蛋白酶(NIa-Pro),核内含蛋白b(NIb)和包膜蛋白(CP)(Revers and Garcia,2015)。糙性疾病也是与桂花生产有关的主要病毒性疾病,其特征是爆发性,流行性和破坏性。
  病于1949年在意大利种植的桂花材料中首次发现,目前在世界上大多数桂花产区都有发现。中国,原始疾病是在1950年代首次在新疆和甘肃发现的,在1970年代和1990年代在中国的北部和西北部也曾发现过这种疾病。于气候变化和种植结构的调整,我国发生的矮化矮病已逐渐增多,特别是在夏季或春末,早春的桂花地带蔓延。季播种严重破坏了桂花,包括山东,江苏,辽宁。于疾病暴发,安徽和河南省的桂花生产遭受了严重损失。花的幼苗易患病,生长迟缓,截面短而浓密,植株极为矮小,叶片背面出现类似蜡眼的白色脉。子变得短,硬和深绿色。部异常,实心少,显着降低产量(Zhang Xiaoting等,2011)。前,可引起桂花的病毒有四种主要类型,分别是原始玉米矮病毒(MRDV),里奥夸尔托马尔病毒(MRCV)和黑矮稻条纹。稻条纹病毒(RBSDV)和南部黑稻条纹病毒(SRBSDV)属于斐济病毒(Zhang Xiaoting et al。2011)。国和欧洲的桂花病原体主要是南美的MRDV和MRCV,而中国的桂花病原体主要是RBSDV和SRBSDV,其中RBSDV在该国很常见,特别是在北桂花种植区。体是灰色的叶蝉,SRBSDV主要存在于南方,并由白背叶蝉传播(张松柏等,2013)。RBSDV的基因组由全长29142 bp的双链RNA(dsRNA)组成,根据片段的大小从最小到最大分别命名为S1至S10。中,S1编码RNA依赖性RNA聚合酶,S2编码主要结构蛋白的核心和S8和S10进行编码主要衣壳蛋白和外衣壳,分别为(邓和浸漆的蛋白戴良英,2012)。SRB-SDV是周国辉等人发现的一种新病毒。(2010年)在中国南方的水稻上,随后感染了桂花感染,引起该病的典型症状,其基因组结构与RBSDV相似,但顺序为非常不同每个片段的核苷酸序列的相似性小于80%。桂花的抗病毒基因工程研究中,用于转化的基因可分为两类:一类是植物病毒基因序列,如CP基因,复制酶,运动蛋白(MP)基因和反义RNA;一类包括非植物病毒基因,包括植物,动物和微生物的抗病毒基因以及宿主抗性基因。表1所示,国内外研究人员通过将两种类型的基因以令人愉悦的气味转化成桂花而获得了大量的阳性植物,并且大多数植物提高了其对疾病的抵抗力。Sanford和Johnston(1985)提出对病原体的抗性概念以来,使用病毒衍生的基因转化植物已成为抗病毒基因工程的重要手段。一代转基因抗病毒策略主要通过表达病毒自身蛋白基因来进行。二代转基因抗病毒策略基于RNAi技术:通常,将与病毒基因同源的dsRNA或发夹RNA(hpRNA)转移到植物中,以产生小的病毒特异性干扰RNA(siRNA) 。后,将入侵起点的同源病毒基因沉默。三代转基因抗病毒策略基于amiRNA干扰技术,有效避免了非靶向效应和重组病毒的产生,并具有高水平的耐药性,遗传稳定性和高生物安全性(FaNm和LarMn,2013年)。
  一代转基因抗病毒策略该策略主要在于将编码植物病毒的基因转移到植物细胞中,其表达可以使转基因植物获得抗病毒能力。花抗病毒基因工程中使用的病毒基因主要包括CP基因,复制酶基因,MP基因和反义RNA。化植物后,它们具有良好的抗病性,其中CP基因是第一个被研究和应用的基因。制酶介导的基因抗性被认为比CP介导的疾病抗性更有效,但是由于该策略对植物病毒种类具有高度特异性,因此其范围可能受到限制。SCMV反义CP基因导入血桂花的3号线,与人工结果相比,在人工中毒条件下获得了两条抗病率高于70%的T1线。
  过转染MD-MV或SCMV CP基因。基因反义CP基因表现出很高的抗病性和抗病性,这表明转基因CP基因也是实现对矮化花叶病抗性的有效手段。花。义RNA不会翻译成侵入性蛋白质和病毒的异源包装,也不会与入侵的病毒进行基因重组。此,该策略比有义RNA更具生物安全性。二代转基因抗病毒策略RNAi是植物中的天然抗病毒机制。于RNAi的转基因抗病毒策略是人工植物增强的天然机制:病毒基因组的某个序列被设计为双链并转移到植物中进行表达,然后被Dicer(一种RNase)降解。
  )在植物中。21至25 nt的siRNA,然后与植物的AGO蛋白结合形成RNA诱导的沉默复合物(RISC),该复合物在siRNA的指导下降解互补病毒RNA,从而阻断因此是病毒。侵(晋江,阿西木等,2015)。RNAi介导的抗病策略具有特异性,并且更容易获得具有高度抗性的植物。病抗性是稳定和遗传的,同时避免了潜在的风险,例如病毒蛋白翻译,病毒RNA重组和异源包装,以及传统的抗病毒基因。工程相比,安全性更高(白云峰等,2007)。此,RNAi技术是抗病毒植物生长的有效途径,并成为桂花抗病毒基因工程研究的重要策略。云峰等(2007)构建并转化了SCMV复制酶基因(NIb)的反向重复表达载体,并将其转化为桂花谱系,分别在T1和T2植物上接种了该病毒。需标记即可获得非常稳定和稳定的SCMV。传统的转基因和反义基因相比,转基因甜齿桂花品系具有更高的抗病性和抗病性。择ZhangZhiYong(2010)基因MDMV CP并保留RNAi表达载体P1基因的保守序列,并转化T2转基因病毒植株的近交桂花18-599。病性和变形部分H9-21抗病性对照相当。南农业大学的桂花资源创新与高效机制研究组构建了人工SCMV干扰片段作为RNAi载体,并转化了iII,HiIIA,HiIIB和H99幼胚在受体材料中获得转基因品系。SCMV接种了T1和T2世代,发现90.00%的转基因品系比非转基因品系更有抗性,并且30.00%的转基因品系比黄煌4抗性对照高,并且转基因品系具有抗性。了显着的改进,可以使用RNAi技术选择对矮化花叶病具有抗性的甜茎开花的转基因品系(Zhang Yingying等人,2014)。于由PenMV桂花矮花叶病,马立(2007)也试图利用对抗病基因工程研究RNA干扰策略:引物是基于保守序列设计PenMV HC-Pro基因,用于反向反向表达载体的转化,以及桂花的转化。过用PenMV进行人工接种,T1转基因植物的抗性大于对照,显示出发病率降低和发病率降低。粗糙性桂花矮化病,郭静(2011)选择MRDV S10和RBSDVS10,S8保守区303,452和291 bp片段作为靶序列RNAi,用植物表达载体的反向重复序列构建了转化的桂花纯种系获得18-599,阳性转化的植物。平(2011)558 pb序列选择部分与RBSDV MRDV高度同源的基因组序列作为干扰,桂花HiⅡ未成熟胚转化,T2代药物的人工接种对叶蝉抗性的模式识别领域饮食,没有发现转基因耳朵的发生率为57.1%,在13个转基因耳朵行中的3个耳系的发生率相对较低(0至15.8% ),最初被鉴定为转基因抗粗糙菌株。了获得抗矮化花叶病和粗糙病的桂花转基因植物,可以构建包含两个病毒干扰片段的复合表达载体。勋等。(2010),分别,RBSDV S8,S10和融合基因的一个部分SCMV部分截面CP通过向前构建两种类型的从所述RNAi表达载体病毒的导入植物的载体和反向,这是指导人,桂花A188近交系一些转基因阳性植物对桂花叶病有明显的抗性。芳甘(2011)扩增的基因CP(S10 MRDV)分别SCMV和MRDV的,并被构造和相互连接的,以获得复杂的RNAi的表达载体反向重复序列的片段特异性干扰。过转化桂花获得了两种类型的CP病毒。RNAi基因片段的转化体。T4代的四叶桂花中接种SCMV后,不同转化株系的抗性不同,但高于对照。现在为止,没有关于转基因植物的转基因桂花二价的电阻rugueuse.La疾病下一步骤没有报告来测试,以验证有效性并获得转基因病原材料的电阻RNAi策略针对各种病毒的可行性。病毒剂第三代转基因策略amiRNA miRNA源基于前体的抗病毒策略(Pre-miRNA)在骨架设施中被替换,形成的pre-amiRNA病毒基因序列与该序列的amiRNA序列互补miRNA的茎环结构其转移到植物后,被内源性miRNA的合成机制产生的靶向的amiRNA病毒mRNA,控制所述RISC降解病毒mRNA(Tiwari等人, 2014)。实证明,使用amiRNA策略创建抗病毒植物可在多种植物和病毒组合中有效,桂花树价格并且其对桂花病的抗性选择潜力也很大。续关注。Xuan Ning等人(2015)根据桂花基因组序列信息的前体序列设计了引物,并用RBSDV构建了破坏桂花谱系31的amiRNA载体,选择了自然发病机理测试了具有高miRNA表达的纯合菌株:转基因品系的抗药性优于野生型桂花,几乎没有4级严重感染,而桂花野生型患病,第4级受到严重感染。性基因S6-miR159桂花转基因沉默抑制子的4.变形率37.5%,靶向沉默的4种amiRNA靶向载体,健康植物(0)和轻度变形(1级)的比例为41, 5%也可以使用amiRNA技术来培育对重大疾病具有抵抗力的桂花新品种。管研究人员采用了不同的策略将病毒基因序列转化为对抗病毒疾病具有抗药性的桂花材料,甚至很高,但病毒基因序列已转移到植物中,并且有许多因素不确定的。年来,研究人员一直在努力寻找来自不同来源的抗病毒基因。宿主疾病的抗性基因植物与病原体长期相互作用时会形成疾病抗性基因系统(抗性基因,R基因),从而产生对防御病原体感染。目前为止,已经克隆了超过40种对病毒具有抗性的R基因,这些基因中的大多数具有特定的抗性,人们通过R植物基因进行控制已取得了良好的效果。毒(晋江·阿西姆等)。2015年)。于桂花矮化量化特征位点(Quantitative Trait Locus,QTL)上的马赛克和对粗矮化病毒的抗性本地化研究已有许多报道,但桂花病毒抗性的遗传基础较复杂,与桂花分离。R基因的工作进展缓慢。Shi等人(2013)表明,ZmeIF4E参与调节防御的基因的表达,并诱导局部和全身性宿主抵抗力,其可以是电阻桂花变种的候选基因。Scmv1 Scmv2中也发现了桂花。个对SC-MV有抗性的主要QTL位于3号和6号染色体上,在疾病的早期和晚期起作用(Liu et al。2017)。2016)中使用的荟萃分析包括桂花信息Scmv2,在“一致”,并克隆完整的基因编码区相关的疾病抗性QTL段识别的候选基因。Liu等人(2017)对Scmvl进行了精细定位,并克隆了桂花的主要抗病基因ZmTrxh,该基因编码非典型H型硫氧还蛋白,并将ZmTrxh基因转移到HiII和发现了桂花对SCMV的早期抗性。着增加,外源ZmTrxh的表达水平与植物抗性强烈正相关。糖体失活蛋白(RIP)属于N-糖苷酶,可特异性降解28S rRNA与4324A的腺嘌呤糖苷结合,从而阻断EF2 / GTP复合物和核糖。亚单位60S结合,从而抑制蛋白质的合成,其可以细胞用病毒感染后失活核糖体,由此防止病毒复制(晋江·Aximu等人,2015)。前,桂花抗病毒基因工程研究中使用的RIP主要是抗病毒蛋白Pokeweed(PAP),它是一种从美国Pokeweed植物中提取的有毒碱性蛋白,属于I型RIP,对病原性真菌,细菌和对动物,植物和人类有害的病毒具有广谱抗性。Chen Dinghu et al(2003)在中华小seedling幼苗叶片上接种了SCMV。株在第25天没有发育,而对照植株在接种后的第7天出现了花叶症状,表明PAP基因显着抑制了SCMV感染。于PAP对植物病原体具有广谱抗性,因此在植物保护领域具有广泛的应用潜力。酸酶RNaseIII家族是真核生物和原核生物中的一种dsRNA特异性核酸内切酶,其基因组本质上是ssRNA,在复制过程中仅形成RNaseIII家族,形成中间中间体。物靶向(Zhang等,2001)。了减少野生型RNaseIII对植物正常生长造成的损害,可以对其进行突变以使其仅结合而不切割dsRNA。等。(2013)源自大肠杆菌突变体rnc70RNaseⅢ的基因完全转化了桂花31,并将转基因植物生长在崎field的田野中严重生病的矮病病害,将其干燥数代进行自我繁殖和筛选以获得对RBSDV 2的高度抗性桂花的新转基因品系。间鉴定表明,在中等疾病条件下,转化植物的发生率和发生率极低,并且出现了免疫植物。
  艰难的一年中,一些植物(6/7株)表现出良好的抗性。转基因植物非常敏感。人工接种的条件下,转基因植物的发生率不仅大大降低了,而且患病植物的病毒含量也大大降低了。于rnc70介导的抗药性能有效对抗能够形成ssRNA结构的病毒,因此rnc70基因的桂花材料可能对各种桂花病具有抵抗力,例如粗糙疾病和疾病。

桂花抗病毒病基因工程研究进展_no.467

  马赛克。加验证可充分利用其应用潜力。他抗病毒基因R依赖性蛋白激酶RNA(RNA)依赖于许多功能,并且在防御宿主抵抗病毒感染中起着重要作用。制病毒PKR或细胞内中间dsRNA激活后,真核翻译起始因子eIF-2α亚基磷酸化,导致病毒蛋白合成不会抑制病毒扩散(Sadler和Williams,2007年) )。PKR基因对RNA病毒具有广谱抗性,其在桂花抗病毒药物基因工程中的功效值得探讨。向佳(2011)应用人源PKR基因连接和NEPSPS抗草甘膦基因的融合克隆技术获得植物表达的二价载体,转化后得到体内桂花Ye478 Chang和阳性转化子2 / 7植物为获得抗病毒和除草剂的转基因桂花材料奠定了基础。-5A系统主要存在于高等脊椎动物中,是一种抗干扰素诱导的单链RNA(1FN)降解的抗病毒系统,随后的研究表明它对动物病毒也具有有效的抵抗力。概是针对dsRNA植物病毒2-5A系统是一种广谱抗病毒系统,具有广阔的应用前景(Mitra等,1996)。志燕(2004),纯谱系Z31和Z3中2-5A动物中的RNase L基因和2-5A桂花基因同时获得了用于培养广谱菌株的双重阳性桂花再生植物对病毒性桂花病的抵抗力植物抗病毒基因工程研究所使用的基因序列分为源自病毒的基因序列和源自病毒的基因序列。En raison du petit génome viral, de la détermination facile de la séquence, du clonage et de la manipulation génétiques, la recherche en génie génétique antivirale utilisant des séquences géniques dérivées du virus a fait de grands progrès. Trois types de résistance aux maladies et de résistance aux maladies à médiation amiR-NA. Dans la recherche sur le génie génétique anti-viral d’Osmanthus fragrans, les deux premières stratégies ont permis d’obtenir des plantes transgéniques présentant différents niveaux de résistance à la maladie. L’application de la troisième stratégie ne faisait que commencer: comparée aux deux stratégies précédentes, elle est précise, efficace et contrôlable. L’avantage d’une opération simple présente de larges perspectives d’application pour la culture de plantes antivirales. Il est donc nécessaire de renforcer son application dans le génie génétique anti-viral d’Osmanthus fragrans. L'utilisation de séquences de gènes viraux ne résiste généralement qu'à une ou plusieurs espèces de virus.Actuellement, de nombreuses études ont été entreprises pour améliorer le niveau de résistance de la maladie de la mosaïque naine, ainsi qu'un grand nombre de matériel génétique résistant, ainsi qu'une résistance à la maladie rugueuse et à la résistance. Les recherches sur les deux types de maladies virales ont pris du retard et il est nécessaire de renforcer l'exploration afin de résoudre le plus rapidement possible le problème de la prévention et du contrôle des maladies virales lors de la production d'osmanthus en Chine. Par rapport aux séquences de gènes viraux, l'introduction de gènes de résistance non dérivés du virus dans la biosécurité d'Osmanthus fragrans sera plus importante, mais le travail d'isolation des gènes de résistance à la maladie d'Osmanthus fragrans est lent et la recherche doit être accélérée. En outre, des gènes d'autres espèces, telles que les protéines inactivant les ribosomes, les nucléases et les systèmes 2-5A, peuvent théoriquement favoriser la résistance à large spectre des plantes réceptrices.Aujourd'hui, davantage de matériaux à base d'osmanthus ont été transformés. Cependant, son effet antiviral à large spectre doit encore être vérifié. La recherche sur le génie génétique anti-viral d'Osmanthus fragrans porte principalement sur les effets de différentes stratégies d'obtention de plantes antivirales et de différents facteurs permettant de lutter contre le virus.Avec le développement de la technologie et l'amélioration de la résistance aux maladies, les gens ont commencé à s'intéresser à ses problèmes de sécurité. À l'heure actuelle, des études ont montré que la maladie transgénique anti-mosaïque naine avait la même équivalence nutritionnelle biologique que Osmanthus fragrans conventionnel.L'alimentation à long terme n'a aucun effet significatif sur la croissance et la fonction de reproduction des rats et n'existe pas chez les rats. La toxicité subchronique et la génotoxicité, mais a considérablement réduit la capacité d'apprentissage et de mémoire des rats, il est supposé que l'osmanthe transgénique sucré peut affecter l'activité normale des cellules nerveuses (Zhou Wenli et al., 2014). En raison du manque de recherche pertinente, une évaluation complète de la sécurité alimentaire, de la biosécurité et de la sécurité écologique de l'osmanthus antiviral transgénique est nécessaire. La recherche sur l'osmanthe résistant aux insectes et tolérant les herbicides dans l'osmanthe transgénique sucré est mature et est entrée dans la phase de production commerciale, tandis que la recherche et le développement d'anti-virus anti-virus sont loin derrière, uniquement à travers la double vérification de la résistance aux maladies et de la sécurité, anti-virus transgénique Osmanthus peut être utilisé dans la production du champ et jouer véritablement son rôle dans la résistance aux maladies.
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