Xrn4基因参与植物抗烟草花叶病毒侵染过程的研究

【摘要】：5′-3′核糖核酸外切酶(Xrn)在包括mRNA、rRNA和小RNA在内的RNA降解过程中起重要作用。酵母中存在两种Xrn,拟南芥中存在3种Xrn,分别命名为Xrn2、Xrn3和Xrn4。近来有研究表明酵母Xrn1p会影响番茄丛矮病毒(TBSV)RNA的稳定性;在本氏烟上的研究表明,NbXrn4的沉默导致黄瓜坏死病毒(CNV)RNAs积累量增多,并加快感染植株的坏死;而拟南芥Xrn4在本氏烟中的过表达可以促进CNV RNA的降解。基于这些研究结果我们可以推测,Xrn4可能对病毒RNA发挥其降解功能,进而阻止了病毒侵染,也就是说Xrn4可能参与了植物抗病毒防御过程。然而,对此假设尚缺乏来自其他病毒上的更多证据。对此我们分析了NbXrn4沉默对TMV侵染的影响,分析其在烟草细胞内的表达对TMV病毒侵染的影响。我们的研究表明,NbXrn4的沉默导致烟草花叶病毒(TMV)在叶片局部的侵染能力增强,并加快其系统侵染的速度。上述研究结果为证明Xrn4参与植物抗病毒防御过程提供了证据。为了下一步的转基因抗病毒应用,我们克隆了水稻Xrn4基因,克隆的水稻Xrn4基因与拟南芥Xrnd具有54%的氨基酸相似性,融合GFP的OsXrn4只出现在胞质内,并在细胞质中形成颗粒,表明OsXrn4是水稻中的胞质Xrn,这为下一步植物转Xrn4基因抗病毒应用奠定了基础。

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