蔷薇科植物有桃、草莓、苹果等，具有较高的经济价值，在世界范围内分布广泛。据研究，花色苷合成过程中第1个酶是查尔酮合成酶，这种酶在影响桃果皮色泽形成过程中具有重要作用。通过TRV载体介导的VIGS技术研究CHS沉默对桃果实花色苷代谢的影响[51-52]。结果显示，抑制CHS基因降低了桃果皮中槲皮素糖苷和花青素糖苷的含量，可将花色苷代谢途径向绿原酸及其复合物方向转换。证实CHS是能够控制类黄酮代谢方向的物质，并在花色苷代谢途径中发挥重要作用[51-52]。另外，研究者利用TRV介导的VIGS技术，以GFP和PDS为标记基因，在草莓中构建VIGS体系，研究VIGS技术是否可以应用于草莓[53]。研究发现，利用紫外灯和荧光显微镜可以筛选出GFP沉默的植株，沉默植株的果实和叶片出现光漂白现象，PDS在沉默植株中的表达量明显下降，表明TRV介导的VIGS体系在草莓中成功构建。此外，研究者通过构建TRV-VIGS载体研究澳洲青苹，沉默转录因子MdHB-1基因，分析其对果实乙烯合成过程中关键基因MdACO1的表达及果实成熟相关指标的影响[54]。结果表明，抑制MdHB-1基因可以降低MdACO1的表达量，延缓果实成熟衰老[54]。

2.4 VIGS技术在葫芦科植物中的应用

葫芦科植物有西葫芦、葫芦、丝瓜、香瓜、西瓜和黄瓜等，在蔬菜和水果中占有重要地位。ALSV是首次报道可用于葫芦科作物构建VIGS的病毒载体[55]。将克隆后的黄瓜叶片八氢番茄红素脱氢酶(PDS)基因和SU基因(300 bp)重组到ALSV-RNA2中介于MP和Vp25，构建ALSV-PDS和ALSV-SU2个载体，将载体导入西葫芦、葫芦、丝瓜、香瓜、西瓜和黄瓜等葫芦科植物的子叶。结果表明，导入ALSV-PDS的葫芦科作物均具有光漂白表型，其表型与敲除PDS基因相似，说明导入ALSV-PDS载体的植物内源PDS基因已被沉默。并且在葫芦科作物中导入ALSV-SU载体，均会出现黄叶表型，其与SU基因被抑制的表型状况相一致，说明导入ALSV-SU载体可使SU基因沉默[56]。

2.5 VIGS技术在锦葵科植物中的应用

锦葵科植物以富含纤维著称，具有重要经济价值。近年来，在棉花基因功能研究方面VIGS技术已广泛应用。利用VIGS技术可发掘棉花中特异性基因，如与抗逆或品质相关的功能基因。例如GhCPK基因与黄萎病抗病有关[57]，通过构建TRV-VIGS体系，将棉花中GhCPK基因沉默后，发现基因沉默的棉花对黄萎病更加敏感，发病指数更高，表明GhCPK基因可能与棉花黄萎病信号调控途径有关。穆春等[58]利用pTRV-GhCTR1沉默载体侵染棉花，发现侵染植株的GhCTR1基因表达水平显著降低，表明VIGS技术可用于研究棉花基因功能。

2.6 VIGS技术在菊科植物中的应用

菊花是重要的园艺观赏花卉，花瓣的生长对花卉的品质有重要作用，因此对与花瓣生长相关的基因进行研究十分必要。利用金黄色非洲菊品种深圳5号(S5)的舌状花花瓣，以葡糖苷酸酶基因GUS为基础，建立非洲菊花瓣瞬时表达系统。利用花色素苷合成途径中关键转录因子GMYB10基因，以pTRV2为表达载体，将GMYB10连接到载体上，建立非洲菊花瓣的VIGS系统[59]，该系统对研究非洲菊花瓣分子发育机制及相关植物具有重要作用。在菊科植物中，报告基因对植物花瓣颜色有影响，选择正确报告基因可有效衡量沉默效果[60]。选择GMYB10作为报告基因，在非洲菊花瓣构建pTRV2-GMYB10载体，利用GMYB10基因编码的MYB类转录因子，促进下游结构基因表达，从而合成花色素苷，进而对花色形成有作用[61-62]。

3 VIGS技术应用于双子叶植物存在的问题和前景展望

VIGS技术与传统鉴定基因的方法相比，具有试验周期短、方法操作简单、成本低、效率高、获得表型快以及高通量等优点，被广泛应用于研究植物的生长发育、抗病抗逆、代谢调控等生理过程。然而随着研究的不断深入，VIGS技术在应用过程中也存在一定的局限性，例如VIGS技术存在功能敲除不彻底、基因沉默脱靶、持续时间有限、沉默不均一等问题。基因沉默不彻底是VIGS技术的最大问题，对于只需积累极少量转录本就可获得足够蛋白质的基因来说，利用VIGS技术难以对其功能进行鉴定。基因沉默不均一，即基因在植株某些部位沉默效率高，某些部位沉默效率低。基因沉默水平在不同植株间也表现出不同效应，有些沉默植株只在局部产生表型，而基因沉默后不产生明显表型[63]。VIGS技术引起的沉默持续时间有限，一般有效沉默期约30 d，之后将出现基因沉默衰减和表型恢复等现象，对于生长周期较长的植物，30 d的沉默期明显不够[64]。另外，VIGS技术会导致沉默脱靶，利用相关软件及核酸数据库寻找特异序列，可避免脱靶效应，提高目的基因沉默准确度。在植物体内积累一定量的dsRNA是基因沉默所必须的，当处理一些小量表达基因时，VIGS技术会导致小量表达的基因沉默效果不佳[65]。另外，同时存在相同或相似基因序列时，会同时受到VIGS的干扰，此时将不能明确引起沉默现象具体基因。利用VIGS技术对幼苗或植物局部转导的基因不具有遗传性，不能用于研究种子发芽和幼苗早期生长。有效沉默目的基因、优化VIGS体系、提高载体利用效率等，仍是VIGS技术所面临的亟需解决的问题。通过不断改良与优化VIGS技术在一定程度上可以解决以上问题，如为了提高载体的沉默效率，利用“Fruit-VIGS”、Gateway、人工miRNA等载体增加VIGS技术的应用范畴[66-70]。通过不断发展分子生物学以及不断深入解析基因沉默机制，最终可弥补一些VIGS技术方面的不足。例如基因表型不稳定和基因沉默效率低等问题，可通过建立更加高效准确的VIGS技术体系解决。随着 VIGS 机制的深入解析以及分子生物学技术的进一步发展，相信未来一定能够克服VIGS技术存在的缺陷和不足，建立更为精准和高效的VIGS体系，使其在植物功能基因研究中得到更广泛的应用。

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

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