煙草脆裂病毒（TRV）在蔬菜生產(chǎn)上的應(yīng)用

●姜 程（福建農(nóng)林大學(xué) 福建 福州 350000）

目前，世界上已經(jīng)鑒定的煙草病毒大約有47種，其中18 種煙草病毒在我國(guó)被發(fā)現(xiàn)。煙草脆裂病毒（TRV）對(duì)煙草、黃瓜等經(jīng)濟(jì)作物具有嚴(yán)重的危害，但由于其寄主廣、沉默效率高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)且不會(huì)掩蓋沉默表型等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于雙子葉植物的基因功能研究[1-2]。

1 TRV 的特點(diǎn)

TRV 屬于RNA 病毒，病毒粒子呈現(xiàn)直桿狀，其病毒基因組中含有兩條RNA 鏈，分別為RNA1和RNA2。其中RNA1 主要編碼為RNA 依賴(lài)的RNA 聚合酶基因和影響病毒在細(xì)胞間運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)蛋白，而RNA2 鏈主要編碼為病毒外殼蛋白。由于TRV 病毒的基因組比較簡(jiǎn)單，改造成VIGS 載體相對(duì)簡(jiǎn)單，其目的基因的沉默區(qū)域一般位于RNA2 鏈上。但由于RNA1 和RNA2 共同構(gòu)成了雙元載體，因此在使用TRV 介導(dǎo)的基因沉默需要RNA1 和RNA2 共同作用才能發(fā)揮功能[1-2]。

2 TRV 誘導(dǎo)的基因沉默作用機(jī)制

當(dāng)植物遭受到病毒粒子的侵染時(shí)，其體內(nèi)的抗病毒防御機(jī)制就會(huì)發(fā)揮功能，抑制外源基因的表達(dá)，從而抵御病毒的侵染。當(dāng)病毒基因組中含有植物內(nèi)源基因的片段時(shí)，進(jìn)入到植物體內(nèi)經(jīng)過(guò)依賴(lài)的RNA 聚合酶的作用形成雙鏈RNA。其在植物內(nèi)源特異性核酸內(nèi)切酶的作用下被切割成長(zhǎng)度為21～24 個(gè)核苷酸的小分子干擾RNA。而小分子干擾RNA 在植物細(xì)胞中與AGO 蛋白結(jié)合，形成RNA 誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體，能夠特異性的識(shí)別植物內(nèi)源基因的mRNA 序列，從而引起植物內(nèi)源基因mRNA 的切割或抑制其翻譯，進(jìn)而達(dá)到在轉(zhuǎn)錄后水平上抑制基因表達(dá)的目的[3]。

3 TRV-VIGS 在蔬菜作物中的應(yīng)用

研究表明，基于TRV 誘導(dǎo)的基因沉默技術(shù)在蔬菜作物植株以及果實(shí)的基因功能研究方面取得了許多顯著的成果，尤其是在植物抗性基因的發(fā)掘方面。研究發(fā)現(xiàn)，NBS-LRR 類(lèi)基因家族是目前發(fā)現(xiàn)的最大抗病基因家族，其家族成員均含有一個(gè)核苷酸結(jié)合位點(diǎn)和一個(gè)富含亮氨酸的結(jié)構(gòu)域。研究人員在番茄中克隆到了一個(gè)NBS-LRR類(lèi)抗病基因，并通過(guò)TRV-VIGS 技術(shù)對(duì)上述克隆到的NBS-LRR 類(lèi)抗病基因進(jìn)行沉默，在沉默后的植株上接種番茄黃化曲葉病毒，發(fā)現(xiàn)黃化曲葉病毒的積累量顯著增加，表明NBS-LRR 類(lèi)基因可能是番茄黃化曲葉病毒的重要抗病基因。

4 展望

目前煙草脆裂病毒（TRV）介導(dǎo)基因沉默技術(shù)受到廣泛關(guān)注，但仍存在一些缺陷，如對(duì)基因的沉默機(jī)制了解不徹底，對(duì)一些積累量較低的轉(zhuǎn)錄本，難以實(shí)現(xiàn)功能研究；基因沉默不均。但隨著該技術(shù)作用機(jī)制的進(jìn)一步揭示，該技術(shù)體系會(huì)愈加完善。