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基于rnai的生物农药研究进展

浙江农业学报 2024年第4期36卷 968-977页

作者：路子琪王静张震王教瑜孙国仓林福呈浙江农林大学现代农学院浙江杭州311300 农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室农业农村部农业微生物组学重点实验室浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所浙江杭州310021

化学农药的大量使用产生的病虫害抗性、环境污染和农产品安全等一系列问题,使得新型可持续的植物保护策略成为农业绿色发展的必然要求。近年来,rnai在植物病虫害防控中的应用潜力得到越来越多的关注,基于rnai的生物农药(即核酸农药)的... 详细信息

化学农药的大量使用产生的病虫害抗性、环境污染和农产品安全等一系列问题,使得新型可持续的植物保护策略成为农业绿色发展的必然要求。近年来,rnai在植物病虫害防控中的应用潜力得到越来越多的关注,基于rnai的生物农药(即核酸农药)的研发越来越迅速。核酸农药以喷雾诱导基因沉默(SIGS)为基础,通过外源施用针对靶标病原菌或害虫的dsRNA,即可触发rnai从而抑制病原菌或害虫,实现对靶标病虫害特异性控制。由于核酸农药具靶标特异性、环境友好、不易产生抗性等优势,相关研究和开发进程日益加快,使之有望成为化学农药的重要补充或替代。文章对核酸农药的作用机制、研究进展、产品研发和应用现状,在商业化和使用过程中的风险以及需要注意的问题进行了综述,以期为相关研究提供参考。

关键词：核酸农药 rnai dsRNA 病虫害防控

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基于VfFAD2基因的油桐rnai遗传转化技术研究

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基于VfFAD2基因的油桐RNAi遗传转化技术研究

作者：张慧中南林业科技大学

学位级别：硕士

油桐(Vernicia fordii）是重要的工业油料树种,其产物桐油是制造绿色环保型涂料的优质原料。油桐在生长过程中会受到病虫害的影响,导致桐籽产量低、桐油品质差,培育抗逆性强的油桐良种进行栽植是解决这一问题的有效措施。目前,选育的油... 详细信息

油桐(Vernicia fordii）是重要的工业油料树种,其产物桐油是制造绿色环保型涂料的优质原料。油桐在生长过程中会受到病虫害的影响,导致桐籽产量低、桐油品质差,培育抗逆性强的油桐良种进行栽植是解决这一问题的有效措施。目前,选育的油桐良种抗逆性还需进一步提高,通过分子育种可以精确地培育具有特定性状的新品种,具有广阔的应用前景。本研究针对油桐遗传转化技术体系尚未建立这一问题,以油桐无菌苗的下胚轴为实验材料开展遗传转化研究,利用pBI121筛选出影响油桐下胚轴遗传转化技术体系的各个影响因素,如侵染材料、愈伤组织培养天数、卡那霉素浓度、菌液浓度、侵染时间、共培养方式等,最终得到了适宜油桐下胚轴愈伤组织侵染的最佳条件。同时,本研究以FAD2基因为靶基因构建了 rnai载体并开展遗传转化研究,成功建立了油桐的下胚轴遗传转化技术体系。主要结果如下:1.油桐下胚轴愈伤组织再生技术体系优化。本研究发现已报道文献中诱导出的愈伤组织质地较为疏松,在侵染后极易死亡,为了解决这一问题,通过对下胚轴愈伤组织再生技术体系中的各个因素进行优化,最终筛选出适宜油桐下胚轴愈伤组织诱导的培养基为:WPM+2.0 mg/LZT+1.0mg/L6-BA+0.5 mg/L IAA,诱导率为92.22%,在此培养基中诱导出的愈伤组织质地较为致密,能够有效减轻菌液侵染时对愈伤组织造成的伤害。同时,研究确定了适宜愈伤组织诱导不定芽的培养基配方为:1/2MS+2.0mg/L ZT+1.0mg/L 6-BA+0.3mg/L IAA,不定芽诱导率为89.44%,平均不定芽数为4.13。2.油桐遗传转化技术体系的建立。本研究在构建油桐的遗传转化技术体系时利用pBI121对诸多影响因子进行了筛选,其中本研究利用形态学和解剖学相结合的研究方式确定最适宜侵染的外植体材料为诱导培养20 d时的愈伤组织,愈伤组织质地较为致密,对农杆菌的耐受性强,此时侵染不定芽及转化率均可达到最高;培养基中适宜下胚轴遗传转化过程中抗性筛选的卡那霉素浓度为50 mg/L,侵染时最佳的菌液浓度的OD值为0.6,侵染时间为10 min,侵染时最佳的重悬液为WPM液体培养基,最佳的共培养方式为湿润滤纸,在侵染结束后需先进行为期3d的暗培养,在这些条件下进行下胚轴愈伤组织的农杆菌侵染,阳性芽的诱导率达22.86%。3.在建立了油桐下胚轴愈伤组织遗传转化技术体系后,本研究又利用rnai载体对愈伤组织进行侵染,经PCR及RT-qPCR检测,最终结果表明,rnai载体成功转入阳性芽植株中,并成功抑制了FAD2基因在阳性芽体内的表达,阳性芽转化率为7.84%。本研究通过大量的实验研究,不仅对油桐下胚轴愈伤组织诱导再生技术体系进行了优化,还以诱导出的愈伤组织为受体材料,探索并建立了油桐下胚轴愈伤组织遗传转化技术体系得到了阳性芽,为油桐重要基因功能的验证及分子育种技术的应用提供了技术支撑。

关键词：遗传转化下胚轴愈伤组织 rnai 油桐

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rnai在水稻病虫害防控中的应用研究进展

浙江师范大学学报(自然科学版) 2024年第4期 361-369页

作者：饶玉春吴日成刘富远戴若惠浙江师范大学生命科学学院

近年来，来自病原微生物和各类害虫的威胁限制了水稻的生长发育和稳产，亟需一种绿色可控的技术进行有效的生物防治.rnai技术能够使病虫害相关基因表达下调，具有特异性强、安全性高等优点，相较于化学农药防治，rnai技术大大降低了非... 详细信息

近年来，来自病原微生物和各类害虫的威胁限制了水稻的生长发育和稳产，亟需一种绿色可控的技术进行有效的生物防治.rnai技术能够使病虫害相关基因表达下调，具有特异性强、安全性高等优点，相较于化学农药防治，rnai技术大大降低了非靶标生物(non-target organisms, NTOs)的危害.在农业领域，rnai技术被寄予厚望，被誉为“农药史上的第三次革命”.通过查阅国内外相关文献，并分析、归纳后，综述了近年来rnai在水稻抗病毒中的作用研究进展，重点阐述了水稻抗病虫害领域应用的最新研究成果，并针对rnai沉默效率低、稳定性差等问题提出了不同rnai的增强策略，为实现水稻病虫害精准高效的防治提供现实依据.

关键词： rnai 水稻病虫害防控作用模型策略

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rnai技术在烟粉虱基因功能和防控研究中的应用

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生物灾害科学 2024年第3期47卷 321-330页

作者：韦焕文苏润馨吴屿瞳史晓斌湖南大学生物学院/隆平分院湖南长沙410125 湖南省农业科学院植物保护研究所湖南长沙410125 江西农业大学农学院江西南昌330045

烟粉虱(Bemisia tabaci)是一种世界性蔬菜害虫,可传播多种植物病毒,影响植物生长发育,导致蔬菜产量下降。烟粉虱的防治以化学防治为主,但过度使用杀虫剂导致烟粉虱的抗药性不断增强,绿色防控的需求日益增加。RNA干扰(RNA interference,R... 详细信息

烟粉虱(Bemisia tabaci)是一种世界性蔬菜害虫,可传播多种植物病毒,影响植物生长发育,导致蔬菜产量下降。烟粉虱的防治以化学防治为主,但过度使用杀虫剂导致烟粉虱的抗药性不断增强,绿色防控的需求日益增加。RNA干扰(RNA interference,rnai)是一项特异性沉默靶标基因技术,广泛应用于昆虫的基因功能研究和绿色防控。通过介绍rnai作用原理和rnai在烟粉虱的基因功能,总结了rnai在烟粉虱的防控应用和RNA农药的应用现状,为烟粉虱的新靶点研究和开发RNA农药进行烟粉虱防控应用提供参考。

关键词： rnai 烟粉虱基因功能 RNA农药生物防治

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甜菜BvPCNA基因rnai载体构建

中国糖料 2024年第2期46卷 9-16页

作者：王希张西宁陶艳昵张琦李志烨赵春雷陇东学院生命科学与技术学院甘肃庆阳745000 甘肃省陇东生物资源保护利用与生态修复重点实验室甘肃庆阳745000 黑龙江大学现代农业与生态环境学院/中国农业科学院甜菜研究所哈尔滨150080 黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室/黑龙江省甜菜工程技术研究中心哈尔滨150080 国家糖料改良中心/中国农业科学院北方糖料作物资源与利用重点开放实验室哈尔滨150080

【目的】增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen, PCNA)在植物中广泛存在,但是其在植物中的功能研究较少。本研究可以为BvPCNA-like基因的功能分析奠定基础。【方法】课题组前期在甜菜基因组中克隆获得一个基因位点,命名为... 详细信息

【目的】增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen, PCNA)在植物中广泛存在,但是其在植物中的功能研究较少。本研究可以为BvPCNA-like基因的功能分析奠定基础。【方法】课题组前期在甜菜基因组中克隆获得一个基因位点,命名为BvPCNA-like基因,本研究以BvPCNA-like基因的克隆载体为初始材料,选取适宜的靶序列,利用植物表达载体pFGC5941作为基础载体,使靶序列上游启动子为35 S,植物筛选标记为抗除草剂基因BlpR,设计靶序列特异性引物,采取PCR-酶切-连接方法,构建BvPCNA-rnai载体。【结果】通过RCR鉴定表明已获得了预期目标载体,插入片段由正向靶序列BvPCNA-F、中间片段、反向靶序列BvPCNA-R组成,靶序列长度为320 bp。【结论】本研究所得载体适用于对双子叶植物进行遗传转化,可以作为BvPCNA-like基因理论研究或应用研究的载体材料。

关键词：甜菜 BvPCNA-like rnai 载体构建

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纳米载体介导的rnai及农药纳米化作用机理研究——中国农业大学植物保护学院闫硕教授

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科技成果管理与研究 2024年第4期19卷 13-15页

作者：文心不详

RNA干扰(RNA interference,rnai)指由双链RNA(Double-stranded RNA,dsRNA)诱发的同源mRNA特异性降解的现象。与基因编辑相比,rnai具有快速、简便、应用范围广等优势,在昆虫必需基因功能解析领域具有不可替代的作用,但dsRNA存在稳定性差。

关键词：中国农业大学基因编辑必需基因载体介导功能解析纳米化 rnai 双链RNA

rnai,a new therapeutic strategy against viral infection

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Cell Research 2004年第6期14卷 460-466页

作者： Fischer L.TAN,James Q.YIN Institute of Biophysics Institute of Biophysics Chinese Academy of Sciences 15 Datun Road Beijing 100101 China. Chinese Academy of Sciences 15 Datun Road Beijing 100101 China.

RNA interference (rnai) is an adaptive defense mechanism triggered by double-stranded RNA (dsRNA). It is a powerful reverse genetic tool that has been widely employed to silence gene expression in mammalian and human cells. rnai-based gene therapies, especially in viral diseases have become more and more interesting and promising. Recently, small interfering RNA (siRNA) can be used to protect host from viral infection, inhibit the expression of viral antigen and accessory genes, control the transcription and replication of viral genome, hinder the assembly of viral particles, and display influences in virus-host interactions. In this review, we attempt to present recent progresses of this breakthrough technology in the above fields and summarize the possibilities of siRNA-based drugs.

关键词： rnai siRNA viral infection gene therapy.

An Effective Platform for SARS-CoV-2 Prevention by Combining Neutralization and rnai Technology

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Chinese Journal of Polymer Science 2023年第3期41卷 327-333,I0005页

作者： Jun-Xiang Zhou Xue Yin Hao-Jun Liang Department of Polymer Science and Engineering Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale iChEM (Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials) University of Science and Technology of China

At present,the coronavirus disease 2019(COVID-19)pandemic is a global health *** all over the globe are urgently looking forward to an effective solution to prevent the spread of the epidemic and avoid more casualties at an early *** this study,we establish an effective platform for the prevention of SARS-CoV-2 by combining the neutralization strategy and rnai *** protect normal cells from infection,the customized cells are constructed to stably express viral antigenic receptor ACE2 on the cell *** modified cells are used as bait for inducing the viral *** transcription and replication activities of viral genome are intercepted subsequently by the intracellular sh RNAs,which are complementary to the viral gene fragments.A pseudotyped virus reconstructed from the HIV lentivirus is utilized as a virus model,by which we validate the feasibility and effectiveness of our strategy in *** work establishes an initial model and lays the foundation for future prevention and treatment of various RNA viruses.

关键词： SARS-CoV-2 Neutralization ACE2 rnai Pseudotypedvirus

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rnai knockdown of PIK3CA preferentially inhibits invasion of mutant PIK3CA cells

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World Journal of Gastroenterology 2011年第32期17卷 3700-3708页

作者： Xin-Ke Zhou Sheng-Song Tang Gao Yi Min Hou Jin-Hui Chen Bo Yang Ji-Fang Liu Zhi-Min He Department of Pharmacology University of South China Hengyang 421001 Hunan Province China Institute of Cancer Research Affiliated Tumor Hospital of Guangzhou Medical College Guangzhou 510095 Guangdong Province China Laboratory of Applied Marine Biology Southem China Sea Institute of Oceanology Chinese Academy of Science Guangzhou 510300 Guangdong Province China

AIM: To explore the effects of siRNA silencing of PIK3CA on proliferation, migration and invasion of gastric cancer cells and to investigate the underlying mechanisms. METHODS: The mutation of PIK3CA in exons 9 and 20 of gastric cancer cell lines HGC-27, SGC-7901, BGC-823, MGC-803 and MKN-45 was screened by polymerase chain reaction (PCR) followed by sequencing. BGC-823 cells harboring no mutations in either of the exons, and HGC-27 cells containing PIK3CA mutations were employed in the current study. siRNA targeting PIK3CA was chemically synthesized and was transfect- ed into these two cell lines in vitro . mRNA and protein expression of PIK3CA were detected by real-time PCR and Western blotting, respectively. We also measured phosphorylation of a serine/threonine protein kinase (Akt) using Western blotting. The proliferation, migration and invasion of these cells were examined separately by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltet-razolium bromide (MTT), wound healing and Transwell chambers assay. RESULTS: The siRNA directed against PIK3CA effectively led to inhibition of both endogenous mRNA and protein expression of PIK3CA, and thus significantly down-regulated phosphorylation of Akt (P < 0.05). Furthermore, simultaneous silencing of PIK3CA resulted in an obvious reduction in tumor cell proliferation activity, migration and invasion potential (P < 0.01). Intriguing, mutant HGC-27 cells exhibited stronger invasion ability than that shown by wild-type BGC-823 cells. Knockdown of PIK3CA in mutant HGC-27 cells contributed to a reduction in cell invasion to a greater extent than in non-mutant BGC-823 cells. CONCLUSION: siRNA mediated targeting of PIK3CA may specifically knockdown the expression of PIK3CA in gastric cancer cells, providing a potential implication for therapy of gastric cancer.

关键词： Gastric cancer Metastasis PIK3CA PI3K/ Akt pathway rnai