社会学论文植物抗病毒基因工程研究进展

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2、物自身的抗病毒基因、干扰素基因、抗体基因和多基因策略等，并对其以后的发展进行了展望。　　关键词病毒；抗病机制；基因工程　　中图分类号Q789文献标识码A文章编号1007-5739（2008）16-0317-02　　　　植物病毒病是农作物的主要病害，目前约有1000多种植物病毒病已被世人所认识。每年全世界的农作物因病毒侵害的损失高达200亿美元，对农业生产构成了严重的威胁。因此，植物病毒病的防治早已是农业工作者关注和研究的重要对象，现在已发展了多种防治策略来控制这类病害，例如培育抗病品种、施用化学杀菌剂、切断病毒的

3、感染途径、组织脱毒、农业防治等，但都无法从根本上减轻病毒病的危害。近年来，以基因工程技术为先导的分子生物技术的研究，大大丰富了人们对生命过程和本质的认识，开辟了植物抗病育种的新途径。　　　　1利用病毒基因　　　　1.1外壳蛋白基因　　该策略主要是将病毒的衣壳蛋白（CP）基因进行体外克隆，体外重组及构建表达盒，然后将重组的CP基因转化到植物细胞内，使CP基因在植物体内得以表达，从而使转基因植物获得抗病毒或相关病毒侵染的能力。1986年Powell等首次将烟草花叶病毒（TMV）外壳蛋白基因（CP基因）导入烟草植株，开

4、创了抗病毒育种的新纪元。这一策略已被广泛应用于其他众多的转基因植物，关于CP基因所介导的抗性机理主要有4种：①认为抗性的产生是由于CP的表达抑制了病毒的脱壳；②认为抗性的产生是CP干扰了病毒RNA的复制；③认为抗性的产生是由于CP限制了病毒粒体的扩展与转运；④认为抗性的产生是由于CP基因所表达的mRNA与侵入病毒RNA之间相互作用的结果。事实上，外壳蛋白基因介导的抗性的作用机制目前还不十分清楚，一般都是研究者对于不同的病毒外壳蛋白基因介导的抗性机制提出的不同假设。　　1.2移动蛋白基因　　植物病毒系统侵染寄主经过

5、2个明显的过程：病毒通过胞间连丝在细胞间的移动和通过维管束系统在器官间的转移。病毒在细胞间的移动，主要受病毒本身编码的移动蛋白（movementprotion，MP）和寄主因素所控制。MP一方面能够修饰胞间连丝，而增加其有效孔径；另一方面能结合病毒核酸，使病毒核酸的三维结构改变成丝状的核酸—蛋白质复合体，这一复合体使病毒较容易地通过胞间连丝。目前，对MP基因的应用主要是将其克隆，经缺失改造后转化植株，使转基因植株对病毒产生抗性。这类抗性是广谱性的。Cooper等将TMV的MP基因缺失后导入烟草，转基因植株不仅对同

6、一属的多种病毒具有抗性，而且还对烟草脆裂病毒（TRV）、黄瓜花叶病毒（CMV）等也有抗性。关于其抗病机理，一般认为转基因植物缺失型MP和植物病毒正常的MP与寄主细胞的胞间连丝有共同结合位点，在转基因植物中，转基因所表达的缺失型MP与细胞胞间连丝结合、修饰，占据了胞间连丝上的病毒MP的结合位点，当病毒侵入细胞时，病毒正常的MP就失去了与胞间连丝结合的机会，从而阻碍了病毒在细胞间的移动。　　1.3RNA介导的抗性策略　　RNA水平的抗性策略主要有卫星RNA和缺陷干扰RNA。　　（1）卫星RNA基因策略。卫星RNA是依

7、赖于病毒才能复制的一类低分子量RNA，而它本身对于辅助病毒的复制并非必需的。卫星RNA对植物病毒的影响主要有3类：①加重症状；②无调节作用；③减轻症状。Baulcombc等将CMV卫星RNA的克隆转入烟草。在转基因植株上接种CMV，发现有大量单位长度的卫星RNA产生，而病毒基因组RNA减少了95%，且只在第1~3片叶上形成斑驳，此后形成的叶片不表现花叶症状，接近正常植株。一般认为其作用机制是卫星RNA与病毒基因RNA争夺病毒RNA复制酶，由于卫星RNA分子小，复制量远远大于基因组RNA的复制量，大量的卫星RNA占

8、据复制酶，必然会使病毒基因组的复制减少，从而达到干扰病毒基因组复制的目的。　　（2）缺陷干扰RNA。缺陷干扰型RNA（defectiveinterferingRNAs，DI-RNAs）是指那些直接来源于病毒的核酸序列，其所含的基因比正常病毒基因短小，但是核酶两端以及复制起点等都和正常病毒有相同的RNA分子。当缺陷RNAs和正常病毒感染同一细胞时，缺陷RNAs可迅速增殖，利