14日，記者從中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所(以下簡(jiǎn)稱“中棉所”)獲悉，該所棉花功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提出一種“一體化的雙組分病毒使用策略”，將雙質(zhì)粒系統(tǒng)的棉花葉皺縮病毒、煙草脆裂病毒改造為單質(zhì)粒系統(tǒng)，并將其拓展成為一個(gè)多功能的一體化植物病毒載體工具盒，為植物基因功能和基因編輯研究提供了便利。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《植物通訊》上。

　　據(jù)團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家、中棉所研究員宋國(guó)立介紹，植物病毒表達(dá)載體在植物功能基因組學(xué)研究、分子育種方面發(fā)揮著重要作用。目前，實(shí)驗(yàn)室常用的植物病毒載體多為雙組分或多組分，其基因組被克隆到不同的質(zhì)粒中，分別轉(zhuǎn)化為農(nóng)桿菌均勻混合后再使用。這種傳統(tǒng)的“混菌使用策略”增加了農(nóng)桿菌操作的工作量，也阻礙了植物病毒表達(dá)載體在高通量基因功能驗(yàn)證中的應(yīng)用。

　　棉花功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首次提出了一種“一體化的雙組分病毒使用策略”，即將所有病毒組分置于單一質(zhì)粒中并通過(guò)單一的T-DNA(轉(zhuǎn)移DNA)進(jìn)行遞送，成功將病毒誘導(dǎo)的基因沉默(VIGS)雙組分病毒系統(tǒng)改造為一體化系統(tǒng)，如此一來(lái)，不僅簡(jiǎn)化了雙組分病毒載體的使用，還表現(xiàn)出與原始雙組分病毒系統(tǒng)類似甚至更好的基因沉默效果。

　　VIGS是指通過(guò)改造病毒載體并插入目標(biāo)基因的特定序列，當(dāng)病毒侵染植物后，隨著病毒的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄而特異性地誘導(dǎo)目標(biāo)基因mRNA(信使RNA，攜帶有DNA上的遺傳信息，并能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的翻譯，行使其生物學(xué)功能)降解從而降低目標(biāo)基因的表達(dá)。VIGS技術(shù)起效時(shí)間快、沉默效率高、操作成本低、便于高通量和應(yīng)用植物范圍廣等特點(diǎn)，被越來(lái)越多地應(yīng)用于不同作物的遺傳學(xué)研究中。

　　中棉所、三亞中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院博士生郝云飛說(shuō)，“一體化的雙組分病毒使用策略”研究還創(chuàng)制了一套標(biāo)準(zhǔn)化的植物一體化雙組分病毒載體工具盒。該工具盒可用于病毒誘導(dǎo)的基因沉默研究、病毒介導(dǎo)的過(guò)表達(dá)、病毒輔助的瞬時(shí)表達(dá)和病毒介導(dǎo)的基因組編輯等。其研究結(jié)果不僅為病毒載體的簡(jiǎn)化使用和開(kāi)發(fā)提供了標(biāo)準(zhǔn)化方案，也為高通量病毒遞送技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用提供了技術(shù)支撐，助力分子育種研究。