病毒诱导的基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术是近20 a发展起来的能够快速鉴定基因功能的反向遗传学重要方法之一，是发生在RNA水平转录后的基因沉默现象[1-2]。VIGS最早被用来描述植物受病毒侵染后症状的恢复情况，当植物被病毒侵染时，携带目的基因的病毒载体会使植物的表达水平下降，从而确定基因在植物中的功能[3]。随着后基因组时代的到来，众多植物已先后完成全基因组测序工作。为确定基因的功能，需要进行进一步的鉴定。VIGS技术具有成本低、试验周期短、效率高、方法操作简单、获得表型快以及高通量等优点[4]，被广泛应用于植物基因功能研究中。双子叶植物在自然界约有200 000个物种，分布广泛，具有重要的经济价值。VIGS技术已经在双子叶植物中广泛应用，然而还未见VIGS在双子叶植物中应用的综述。鉴于此，阐述VIGS技术的作用机制，综述VIGS技术在茄科、豆科、蔷薇科、葫芦科、锦葵科和菊科等双子叶植物中的应用及存在的问题，并对前景进行展望。

1 VIGS技术的作用机制

转录后基因沉默可抑制植物受病毒的侵染，是植物中天然存在的免疫系统[5-6]。基因沉默现象主要在稳定生物基因组、识别和抑制外源基因表达，以及防止病毒和转座子入侵方面具有重要作用[7]。在进化过程中，植物进化出许多防御病毒入侵的机制，VIGS是其中的一种。利用病毒载体携带目的基因cDNA片段，在病毒复制和转录过程中，诱导序列同源基因mRNA的降解或甲基化，来实现对基因功能的鉴定。在RNA聚合酶作用下病毒载体携带目的基因cDNA片段形成双链RNA，这种双链RNA作为复制中间体，是沉默过程中关键的激发子，其被切割成21～24个核苷酸小分子干扰RNA，切割物是RNaseⅢ家族特异性核酸内切酶Dicer的类似物[8]。在植物中，RNA聚合酶扩增小分子干扰RNA，以单链形式和一些蛋白质结合形成RNA诱导复合物，在小分子干扰RNA指导下，诱导复合物与病毒mRNA互补配对，以序列特异性方式对目的基因进行剪切[7]，从而使靶基因mRNA发生特异性降解，导致目的基因在RNA水平上沉默[9-14]。

2 VIGS技术在双子叶植物中的应用

双子叶植物约有200 000个物种，在世界范围内广泛分布，双子叶植物有木兰科、十字花科、葫芦科、山茶科、锦葵科、蔷薇科、豆科、菊科、茄科、旋花科等。选择合适的VIGS载体对研究植物基因功能具有重要作用，已有大量VIGS载体应用于双子叶植物，如表1所示。

表1 VIGS载体在双子叶植物中的应用Tab.1 Application of VIGS in dicotyledonsVIGS载体VIGSvector病毒种类Speciesofvirus沉默双子叶植物Silentdicotyledons沉默组织Silentorganization参考文献ReferenceRNA病毒载体RNAvirusvector烟草花叶病毒(Tobaccomosaicvirus,TMV)本生烟Nicotianabenthamiana叶Leaf[15]马铃薯X病毒(PotatovirusX,PVX)马铃薯、本生烟Solanumtuberosum,Nicotianabenthamiana叶Leaf[16]烟草脆裂病毒(Tobaccorattlevirus,TRV)本生烟、番茄、马铃薯、辣椒、拟南芥、苹果等Nicotianabenthamiana,Solanumlycopersicum,Solanumtuberosum,CapsicumannuumL.,Arabidopsisthaliana,MaluspumilaMill.叶、茎、花、果实Leaf,stem,flower,fruit[17-21]豌豆早褐病毒(Peaearly-browningvirus,PEBV)豌豆PisumsativumLinn.叶、茎、根、花、豆荚Leaf,stem,root,flower,pod[22]黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaicvirus,CMV)大豆、本氏烟Glycinemax(Linn.)Merr,Nicotianabenthamiana叶、种子Leaf,seed[23]豆荚斑驳病毒(Beanpodmottlevirus,BPMV)大豆Glycinemax(Linn.)Merr叶Leaf[24]

续表1 VIGS载体在双子叶植物中的应用Tab.1(Continued) Application of VIGS in dicotyledonsVIGS载体VIGSvector病毒种类Speciesofvirus沉默双子叶植物Silentdicotyledons沉默组织Silentorganization参考文献Reference苹果潜隐球状病毒(Applelatentsphericalvirus,ALSV)本氏烟、拟南芥、大豆Nicotianabenthamiana,Arabidopsisthaliana,Glycinemax(Linn.)Merr叶Leaf[25]烟草环斑病毒(Tobaccoringspotvirus,TRSV)本氏烟、拟南芥Nicotianabenthamiana,Arabidopsisthaliana叶、花、果实Leaf,flower,fruit[26]DNA病毒载体DNAvirusvector番茄金色花叶病毒(Tomatogoldenmosaicvirus,TGMV)本氏烟Nicotianabenthamiana叶Leaf[27-29]甘蓝曲叶病毒(Cabbageleafcurlvirus,CbLCV)拟南芥、本生烟Arabidopsisthaliana,Nicotianabenthamiana叶Leaf[27]非洲木薯花叶病毒(Africancassavamosaicvirus,ACMV)木薯、本生烟ManihotesculentaCrantz,Nicotianabenthamiana叶Leaf[30]卫星病毒和卫星DNA载体SatellitevirusesandsatelliteDNAvectors卫星烟草花叶病毒(Satelliteoftobaccomosaicvirus,STMV)普通烟Nicotianabenthamiana叶、花Leaf,flower[31]中国番茄黄化曲叶病毒(TomatoyellowleafcurlChinavirus,TYLCCNV)番茄Solanumlycopersicum叶、茎、果实、根Leaf,stem,fruit,root[32-33]烟草曲茎病毒(Tobaccocurlyshootvirus,TbCSV)本生烟Nicotianabenthamiana叶Leaf[34]棉花皱缩病毒(Cottonleafcrumplevirus,CLCrV)棉花Gossypiumspp.叶Leaf[35]

文章来源：《大豆科学》 网址: http://www.ddkxzz.cn/qikandaodu/2021/0726/717.html

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