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全球首次建立植物负义链 RNA 病毒反向遗传学体系

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-08  浏览次数:294
核心提示:近日,美国《国家科学院院刊》在线发表了南京农业大学植物病毒学实验室教授陶小荣团队的最新研究成果。他们成功拯救出番茄斑萎病

近日,美国《国家科学院院刊》在线发表了南京农业大学植物病毒学实验室教授陶小荣团队的最新研究成果。他们成功拯救出番茄斑萎病毒,在全球首次建立植物多分体负义链 RNA 病毒的反向遗传学体系,攻克了植物多分体负义链 RNA 病毒研究中的 “卡脖子” 难题。

论文通讯作者陶小荣介绍,负义链 RNA 病毒不仅包括流感病毒、狂犬病病毒、埃博拉病毒等严重危害人类健康的动物病毒,还包括许多对农艺生产具有严重威胁的植物病毒。番茄斑萎病毒(TSWV)是最重要的植物负义链 RNA 病毒之一,能侵染 1000 多种植物,对全球经济和园艺作物安全构成重大威胁,在目前 1200 多种植物病毒中位列十大最重要植物病毒之二。番茄斑萎病毒也是研究植物多分体负义链 RNA 病毒的重要模式病毒。

反向遗传学体系是研究病毒基因功能的重要基础,尽管 20 多年前已经建立了多个动物多分体负义链 RNA 病毒的反向遗传学系统,但此前还没有成功建立植物多分体负义链 RNA 病毒的反向遗传学系统。全世界很多实验室都在以番茄斑萎病毒为模式,尝试利用动物的体系构建研究植物多分体负义链 RNA 病毒的反向遗传学系统。但 20 多年过去了,始终没有突破。陶小荣团队经过将近 10 年的不懈努力和持续攻关,终于成功建立了番茄斑萎病毒的反向遗传学体系。

论文第一作者、南京农业大学植保学院博士生冯明峰介绍,他们首先明确了驱动病毒基因组 RNA 的合适启动子,接着实现了对将近 330kDa 病毒复制酶在植物中的成功表达,在此基础上建立了番茄斑萎病毒的微型基因组复制体系,同时建立了病毒微型基因组复制的移动体系。

陶小荣介绍,把病毒基因组 RNA 提取出来之后,转换成 DNA,通过基因工程手段,重新产生病毒 RNA,这种重新产生的病毒和原始病毒一样,叫做拯救病毒。团队通过一系列优化,克服多道困难,最终成功实现番茄斑萎病毒全长侵染性 cDNA 克隆的拯救。拯救的病毒可以携带绿色荧光蛋白报告基因系统侵染植物。

番茄斑萎病毒反向遗传学系统的建立提供了对该病毒的侵染和致病机制进行深入系统研究的关键体系,这也意味着植物多分体负义链 RNA 病毒研究新时代的到来。

 
 
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