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; 麻楠; 孙立永; 王梦璇; 孙希哲; 张洁; 王冬梅^*

来源：农业生物技术学报, 2020, 28(11): 2080-2090.

• 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

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。

• 单位
  生命科学学院; 河北农业大学