2.1 VIGS技术在茄科植物中的应用

茄科植物是重要的经济与药用植物，伴随茄科植物基因组测序的完成，需要对众多基因功能进行鉴定，VIGS技术已广泛应用于茄科植物，如用于研究茄科植物生长发育相关基因的功能、鉴定茄科植物代谢产物生物合成途径调控基因的功能、解析茄科植物防御真菌病害信号传导路径中抗性相关基因的功能[36]等。由于VIGS发生在RNA转录后，不需要遗传转化，并且可以在植物中观察和测量出目的基因沉默后的生理生化指标，因此可以方便快捷地鉴定植物生长发育相关调控基因的功能。目前，TRV载体已广泛应用于茄科植物[37]。通过研究TRV载体的VIGS体系，实现对番茄和本生烟MSH1基因的沉默，证明MSH1基因可以调控植物发育。另外，VIGS技术已经应用于研究茄科植物代谢调控相关基因的功能，解析了茄科植物光合过程中生物碱生物合成、酚类次生代谢物生物合成、萜烯类化合物代谢调控，以及必需色素合成代谢途径中多种关键基因的功能。

随着VIGS技术的发展，其已有效运用于鉴定茄科植物非生物胁迫与应答生物信号调控网络中关键基因的功能，研究与植物-细菌互作、植物-真菌互作、抗病毒、抗植食性害虫、抗线虫以及耐热、抗旱等相关的基因。另外，VIGS技术在抗病毒病方面也有相关应用，如通过将病毒基因片段导入植物，沉默该基因，使植物对这种病毒或有亲缘关系的其他病毒产生抗性。除此之外，VIGS技术也在番茄抗叶霉病、抗白粉病、果实成熟调控以及果实抗冻中有应用[38]。VIGS技术用于研究番茄叶霉病时，构建TRV载体沉默NRC1基因(NB-LRR protein required for HR associated cell death 1)，从而抑制Cf-4和Avr4的相互作用，表明NRC1基因在抗番茄叶霉病基因介导的抗病反应中发挥重要作用[39]。此外，运用该技术沉默ACRE276基因，证明在抗叶霉菌过程中，该基因是一种必需基因[40]。通过TRV-VIGS技术对功能基因组学进行研究，筛选并鉴定病害中的防卫反应基因，沉默具有高抗白粉病的番茄植株(含抗病基因Ol-1)，找到了ShGSTU1(编码谷胱甘肽转移酶)、ShME1(编码NADP苹果酸酶)、ShMADSTF(编码MADS盒转录因子)、ShORR-1(功能未知新基因)4个和白粉病相关的基因[41]。此外，通过VIGS技术，已经研究出在番茄果实成熟过程乙烯合成途径中关键调控因子的功能。例如，番茄ACC氧化酶(LeACO1)在乙烯合成途径中起重要作用，表达下调抑制番茄果实成熟[42]。另外，番茄F-box基因SlEBF作为乙烯信号途径中的负调控子，通过构建TRV-VIGS体系在番茄中同时沉默基因SlEBF和SlEBF2，沉默植株出现生长缓慢、衰老加快、果实早熟等现象[43]。牛义岭等[44]在以SIGLD1基因构建pTRV2-SIGLD1载体时发现，SIGLD1和番茄耐低温相关，对番茄抗冻研究具有重要意义。可见，VIGS已在常见的茄科植物基因功能研究中广泛应用。

2.2 VIGS技术在豆科植物中的应用

近年来，栽培大豆的基因组测序工作已完成，构建了野生大豆泛基因组，并不断地完善大豆种质资源的测序数据[45]。在大豆研究过程中，筛选优良性状基因、对基因功能进行验证已经成为研究热点。近十几年来，已有诸如黄瓜花叶病毒(CMV)、豆荚斑驳病毒(BPMV)和苹果潜隐球状病毒(ALSV)等多种VIGS病毒载体成功应用于豆科植物基因功能的研究中(表1)。在对豌豆枯叶病毒(PWV)进行探索的过程中，为沉默PDS基因，将携带PDS基因的cDNA片段插入到病毒载体的单链RNA2中，之后侵染豌豆[46]。VIGS技术应用于豆科植物，既不会影响豆科植物与根瘤菌共生形成根瘤，也不会对豌豆开花及结荚成熟产生影响[47]。利用RNA病毒载体可对系统免疫相关基因以及抗性相关基因功能进行鉴定。例如，COOPER等[48]利用豆荚斑驳病毒(BPMV)系统沉默Rpp1，导致大豆丧失对根腐病的免疫功能，表明Rpp1基因调控的根腐病免疫途径以及相关基因与大豆防御系统紧密相关。此外，代谢途径中相关的功能基因也可以通过VIGS技术进行鉴定，例如，利用黄瓜花叶病毒(CMV)构建CHS(编码查尔酮合成酶)-VIGS病毒系统，沉默查尔酮合成酶基因，使大豆种皮由棕变黄[49]。将VIGS技术应用于豆科植物不同发育时期不同组织，也可使用RNA病毒。例如，在不同时间和空间对豆荚斑驳病毒(BPMV)建立基因沉默体系，试验中花、茎、叶和根均沉默了GFP基因，但沉默效果在不同组织中表现不同，花和叶中沉默效果最强，几乎全部沉默，茎沉默效果次于花和叶，根沉默效果最弱。试验结果对反向遗传学在不同组织中的研究具有参考价值[50]。

2.3 VIGS技术在蔷薇科植物中的应用