近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花功能基因組創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出了一種“一體化的雙組分病毒使用策略”，將雙質(zhì)粒系統(tǒng)的棉花葉皺縮病毒和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，為基因功能和基因編輯研究提供了便利。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物通訊（Plant Communications）》上。
據(jù)團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家宋國(guó)立研究員介紹，植物病毒表達(dá)載體在植物功能基因組學(xué)研究和分子設(shè)計(jì)育種方面發(fā)揮了重要作用，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)化農(nóng)桿菌均勻混合后使用。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，阻礙了其在高通量基因功能驗(yàn)證中的應(yīng)用。
該研究首次提出了一種“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T-DNA進(jìn)行遞送，成功將病毒誘導(dǎo)的基因沉默（VIGS）的雙組分病毒系統(tǒng)改造為了一體化系統(tǒng)，可以簡(jiǎn)化雙組分病毒載體的使用，并表現(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。同時(shí)，該研究創(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，可以用于病毒誘導(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。該研究結(jié)果不僅為病毒載體的簡(jiǎn)化使用和開發(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，助力分子設(shè)計(jì)育種研究。
該研究得到了科技創(chuàng)新2030重大項(xiàng)目—早熟抗病棉花新品種設(shè)計(jì)與培育、國(guó)家棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系—早熟品種改良、河南省自然科學(xué)基金、南繁專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。
