基本信息
- 项目名称：
- 利用转基因本生烟研究BBSV的卫星RNA的生物学功能
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 对甜菜黑色焦枯病毒（BBSV）的卫星RNA的生物学功能进行探究。
- 详细介绍：
- 甜菜黑色焦枯病毒属于番茄丛矮病毒科坏死病毒属，是首先在我国甜菜上发现的能够引起甜菜叶片出现黑色焦枯斑、叶缘内卷、根毛大量坏死的病毒。在BBSV的新疆分离物中，含有一个615nt长的卫星RNA包含于病毒颗粒之内。本文以转不同形式的卫星RNA本生烟为研究载体，通过检测转正义链形式的卫星RNA植株中是否可以产生其负义链，来探究卫星RNA能否在寄主体内依赖寄主的复制酶系统进行自我复制；利用农杆菌注射接种含有卫星RNA各结构的转基因植株，通过对gfp基因表达情况的检测，验证卫星RNA是否具有基因沉默抑制子功能；通过对转不同形式卫星RNA的本生烟接种不同病毒毒源，来探究卫星RNA与不同病毒之间的关系以及转基因本生烟对病毒致病性的影响。本文通过以上三个方面来对卫星RNA的生物学功能有更全面的了解。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 基于目前甜菜黑色焦枯病毒（beet black scorch virus，BBSV）卫星RNA的研究现状，利用含有各种结构的卫星RNA转基因植株，从卫星RNA的复制、卫星RNA的抑制子功能及其与寄主植物的相互作用方面，对卫星RNA生物学功能进行更深入的研究。
科学性、先进性及独特之处
- 1通过对转基因植株的抗病性研究,希望能够找到抗病的转基因株系,从而应用于农业生产。 2利用卫星RNA转基因植株探究卫星RNA的自我复制，是完全利用了寄主植物的RNA复制酶系统这种植物体内研究方法，比农杆菌注射或体外转录接种两种瞬时表达的方法更具有说服力； 3通过将待定抑制子卫星RNA稳定转化本生烟来研究它的功能，证明植物病毒的卫星RNA可以做基因沉默的抑制子，是基因沉默抑制子领域的新发现。
应用价值和现实意义
- 对BBSV卫星RNA与寄主植物和病毒之间的相互作用，进一步探究卫星RNA生物学功能，增强对辅助病毒及其卫星RNA之间相互作用的了解和认识，为进一步在田间进行抗病毒甜菜的研究提供理论指导。 检测卫星RNA在寄主中可否自我复制，为非编码的病毒RNA复制机制领域的研究提供新的参考。 如果证明卫星RNA具有抑制子功能，能够完善对基因沉默通路的认识，进而能够利用基因沉默机制培育出抗病毒的转基因植株。
学术论文摘要
- 甜菜黑色焦枯病毒属于番茄丛矮病毒科坏死病毒属，是首先在我国甜菜上发现的能够引起甜菜叶片出现黑色焦枯斑、叶缘内卷、根毛大量坏死的病毒。在BBSV的新疆分离物中，含有一个615nt长的卫星RNA包含于病毒颗粒之内。本文以转不同形式的卫星RNA本生烟为研究载体，通过检测转正义链形式的卫星RNA植株中是否可以产生其负义链，来探究卫星RNA能否在寄主体内依赖寄主的复制酶系统进行自我复制；利用农杆菌注射接种含有卫星RNA各结构的转基因植株，通过对gfp基因表达情况的检测，验证卫星RNA是否具有基因沉默抑制子功能；通过对转不同形式卫星RNA的本生烟接种不同病毒毒源，来探究卫星RNA与不同病毒之间的关系以及转基因本生烟对病毒致病性的影响。本文通过以上三个方面来对卫星RNA的生物学功能有更全面的了解。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- Cui, X., Z. Cai, et al. (1991). "Study on symptom pattern of sugarbeet rhizomania disease." Plant Prot 17: 5-7. Cai, Z., D. Chen, et al. (1993). "Identification of pathogenic virus of beet black scorch disease and detection by synthesized cDNA probes." J. Beijing Agric. Univ 19: 112. Jiang, J., J. Zhang, et al. (1999). "Transmission of beet black scorch virus by Olpidium brassicae." J. Jiangxi Agric. Univ 21: 525-528. Cao, Y., Z. Cai, et al. (2002). "The complete nucleotide sequence of Beet black scorch virus (BBSV), a new member of the genus Necrovirus." Archives of Virology 147(12): 2431-2435. Guo, L., Y. Cao, et al. (2005). "Analysis of nucleotide sequences and multimeric forms of a novel satellite RNA associated with beet black scorch virus." Journal of Virology 79(6): 3664. Yuan, X., Y. Cao, et al. (2006). "Analysis of the subgenomic RNAs and the small open reading frames of Beet black scorch virus." Journal of General Virology 87(10): 3077.
同类课题研究水平概述
- 甜菜黑色焦枯病毒（Beet black scorch virus, BBSV）是首先在我国甜菜上发现的能够引起甜菜叶片出现黑色焦枯斑、叶缘内卷、根毛大量坏死的病毒。在BBSV的新疆分离物中，同时含有一个卫星RNA（sat-RNA）包含于病毒颗粒之内。该卫星RNA的基因组为一条正义单链的RNA，由615个核苷酸组成（GenBank登录号：NC_006460），不编码蛋白质，为一种新的非编码型卫星RNA。 现在对卫星RNA的情况已经有了以下了解： 一、卫星RNA的复制 在BBSV病毒的枯斑寄主苋色藜（Chenopodium amaranticolor）以及提纯病毒颗粒中存在多种不同形式的BBSV卫星RNA分子，包括单链、双链的单体或二聚体、单链四聚体以及反义单体或二聚体等，这些形式的体外转录物均具有侵染活性；单体分子的5’和3’末端序列对sat-RNA的复制起始及复制效率具有重要的作用； BBSV sat-RNA的复制过程中不存在环型分子或“滚环复制”机制。 二、卫星RNA的致病性 在低温（18度）条件下，BBSV能够很好的系统侵染本生烟，且卫星RNA的加入，能够加重辅助病毒BBSV的症状。为了探究卫星RNA使病毒致病性加强的机理，通过对不同温度下BBSV及其卫星RNA侵染本生烟后的叶片中病毒基因组表达水平及病毒来源的小RNA（viRNA）含量分析，并通过的大规模的测序对viRNA进行序列分析，发现卫星RNA致病性的加强可能是由于卫星RNA的存在降低了寄主基因沉默系统对辅助病毒BBSV的降解，使得辅助病毒能更好的复制和积累。 三、卫星RNA与寄主本生烟的相互作用 为了认识BBSV sat-RNA参与并增强辅助病毒致病性的本质，利用DNA重组技术和转gfp基因本生烟line 16c作为模式植物，从基因沉默的角度对BBSV sat-RNA与植物的相互作用进行初步的研究。结果表明，以负义链形式表达的sat-RNA能够强烈抑制由同源gfp RNA引起的系统性基因沉默。正向插入的sat-RNA对沉默的抑制则不明显。BBSV sat-RNA对基因沉默的抑制程度有剂量依赖效应。反义链BBSV sat-RNA 不仅具有抑制系统性基因沉默的功能，而且也能够在一定程度上对接种叶的早期转录后基因沉默反应产生抑制作用。
