植物中功能载体RNA的研究
RNA沉默在分析植物基因功能方面的研究
RNA沉默在分析植物基因功能方面的研究
牛颜冰;郭失迷;申林炎;雷万钧;雷霄飞
【期刊名称】《生命科学》
【年(卷),期】2005(17)4
【摘要】RNA沉默是真核生物的一种高度保守的和序列特异的RNA降解系统,它不但是基础生物学领域的研究热点,同时在调节基因表达或研究基因功能方面也是非常有前景的。
植物中的转录后基因沉默(PTGS)是RNA沉默的一种形式,通过PTGS能对目标RNA进行特异性降解。
对双链RNA(dsRNA)在RNA沉默启动中所起中心作用的认知,形成了几种RNA沉默载体的构建方法,这些方法与基因组资源相结合,通过转基因或非转基因的方法能够快速和高效研究植物的基因功能。
【总页数】4页(P351-354)
【关键词】RNA沉默;分析;基因功能
【作者】牛颜冰;郭失迷;申林炎;雷万钧;雷霄飞
【作者单位】山西农业大学
【正文语种】中文
【中图分类】Q943.1
【相关文献】
1.病毒诱导的基因沉默在茄科植物基因功能研究中的应用进展 [J], 曲玲;李彦龙;安巍;焦恩宁;赵建华;刘兰英;秦垦;曹有龙
2.RNA沉默及其在植物基因功能研究和作物改良中的应用 [J], 柴建芳
3.RNA沉默及其在植物基因功能研究和作物改良中的应用 [J], 柴建芳
4.RNA干扰技术在植物线虫基因功能研究及虫害防治方面的应用 [J], 王高峰;冯欣;彭德良;孙建华
5.RNA沉默及其在基因功能研究中的应用 [J], 彭昊;路铁刚;贾士荣;黄大昉
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植物RNA沉默机制研究
植物RNA沉默机制研究植物RNA沉默机制是指植物细胞通过一系列的分子调控机制，抑制或降低特定基因的表达。
这一机制对于植物的生长发育、抗病能力以及适应环境变化至关重要。
本文将从植物RNA沉默的基本原理、实验方法和在植物研究领域的应用等方面进行探讨。
一、植物RNA沉默的基本原理植物RNA沉默主要通过两种机制实现，即小干扰RNA（siRNA）介导的RNA干扰和微小RNA（miRNA）介导的转录后调控。
在siRNA介导的RNA干扰中，外源性双链RNA或内源性产生的双链RNA由Dicer-like酶切割成21-24个核苷酸的小干扰RNA。
这些小干扰RNA与靶基因mRNA互补配对，导致靶基因mRNA的降解或翻译抑制。
而在miRNA介导的转录后调控中，miRNA与靶基因mRNA互补配对，通过RNA诱导的沉默复合物（RISC）的参与，抑制靶基因的翻译或降解。
二、植物RNA沉默的实验方法为了研究植物RNA沉默机制，科学家们开发了一系列的实验方法。
其中，转基因技术是最常用的方法之一。
通过构建RNA干扰载体，将靶基因序列或miRNA前体序列插入植物基因组中，使得植物细胞能够产生相应的RNA干扰或miRNA。
此外，还可以通过利用化学合成的siRNA或miRNA分子，直接转染植物细胞，实现外源性RNA干扰或miRNA处理。
最近，CRISPR-Cas9技术的出现为植物RNA沉默研究带来了新的突破。
通过CRISPR-Cas9技术，可以针对特定基因进行基因组编辑，进而研究该基因对植物RNA沉默的影响。
三、植物RNA沉默在植物研究领域的应用植物RNA沉默在植物研究领域有着广泛的应用。
首先，通过靶向特定基因的RNA沉默，可以研究该基因在植物生长发育、信号转导、逆境胁迫以及植物抗病能力等方面的功能与调控机制。
其次，植物RNA沉默技术也被用于植物基因工程领域。
例如，通过抑制植物中的某个基因的表达，可以增加植物的抗虫能力或者改善植物的农艺性状。
RNAi技术在植物基因功能研究中的应用
ＲＮＡｉ技术在植物基因功能研究中的应用摘要RNAi技术是研究基因功能的重要工具。
其原理是对某个已知基因，设计诱导其沉默的dsRNA，通过合适手段导入细胞或机体使产生干涉效应的信号分子siRNA，导致基因表达水平下降或完全沉默。
通过基因表型变化，鉴定该基因功能。
从RNAi的研究背景和作用机制出发，对近年来利用RNAi技术研究植物基因功能的概况、诱导方法和载体作一综述。
关键词基因沉默；RNAi技术；植物基因功能1RANi的研究背景1998年，Fire等[1]发现，过去利用正反义RNA阻断基因表达都是因体外制备的单链RNA中污染极少量双链RNA（dsRNA）所引起的，并发现在线虫中导入dsRNA，mRNA明显减少，推论存在某种机制特异地破坏降解内源mRNA，导致某个基因沉默，即转录后基因沉默（PTGS）。
在此情况下，启动子是活跃的但不能正常积累mRNA。
这种现象被称为RNA干涉（RNAi）。
研究表明RNAi 现象广泛存在大多数真核生物中，起到自行监控细胞中异常的mRNA、封闭该基因表达、抵御病毒感染及阻断转座子的作用。
RNAi技术是将人工合成或载体表达的小的双链RNA（siRNA）导入真核细胞，促使内源RNA降解，高效特异阻断体内特定基因的表达，诱使细胞表现出特定基因缺失表型，获得功能丧失或降低的突变体。
RNAi技术具有高度的特异性和高效的干扰活力，是研究基因功能的强有力的工具而被广泛应用。
2RNAi的作用机制对模式生物的研究发现[2]，生物体内外源或内源的dsRNA经酶切，可形成具有5’末端磷酸基、3’末端羟基和2个突出的单链核苷酸的信号分子siRNA，诱发RNAi机制。
最近研究中还发现，在植物中除了转录后水平沉默（PTGS），RNAi也能在基因的转录水平（TGS）上发挥作用。
2.1酶的作用参与RNAi发生的Dicer酶特异识别dsRNA，该酶依赖ATP，能将转基因和病毒感染等引入的dsRNA，逐步切割成含21-23个核苷酸siRNA，启动细胞内RNAi反应。
芸薹属ANR(BAN)基因家族RNA干扰载体的构建
芸薹属ANR(BAN)基因家族RNA干扰载体的构建摘要：花青素还原酶(ANR)是原花青素生物合成的关键酶，对种皮色素的积累起重要作用。
黄子是油莱的重要优质性状，但甘蓝型油菜中其基因型缺乏，表型不稳定，分子机理不清。
该实验克隆了芸薹属ANR基因家族的RNA干扰片段BANRI，将其反反片段、正义片段采用NcoI+AatII、BamHI+Xbal分别插入到改进型植物RNA干扰基础载体pFGC5941M的启动子与间隔区、间隔区与终止子之间，形成重组载体pFGC5941M—BANRI(简称为pBANRI)，复合PCR鉴定表明载体构建成功，并转化根癌农杆菌菌株LBA4404，获得工程菌株。
pBANRI 的构建有助于揭示芸薹属物种种皮色素合成的机理。
探索对油莱等植物种皮色素进行分子育种的可能性。
关键词：芸薹属；甘蓝型油菜；原花青素；ANR(BAN)；RNAi；载体芸薹属(Brassica)植物甘蓝型油菜(B.napus L.)是世界上重要的油料作物之一，与拟南芥(Arabidopsisthaliana)亲缘关系较近。
在相同遗传背景下，黄子油菜比黑子油菜具有种皮薄，出油量高，油和饼粕中色素、木质素含量低等优点，因此黄子性状是油菜遗传改良的一个重要目标。
甘蓝型油菜中不存在天然的黄子基因型，但通过远缘杂交培育的黄子甘蓝型油菜存在黄子表型欠稳定、一致性差的问题。
对拟南芥等植物的研究表明，主要种皮色素是原花青素(Proanthocvanidin.PA)，也叫缩合单宁。
PA经公共苯丙烷一核心类黄酮一原花青素复合途径而合成，先后涉及12个关键酶(PAL、C4H、4CL、CHS、CHI、F3H、F3，H、DFR、LDOXJANS、LAR、ANR、LAC)的催化反应和3种转运蛋白(GST、MATE、ATPase)的胞内转运，并有6种转录因子(WIP ZF、MYB、bHLH、WD40、WRKY、MADS)参与调控PA的合成与积累。
拟南芥实验报告
一、实验目的1. 了解拟南芥基因表达调控的基本原理和实验方法；2. 掌握利用RNA干扰技术（RNAi）研究基因表达调控的方法；3. 通过实验验证特定基因在拟南芥生长发育过程中的功能。
二、实验原理拟南芥（Arabidopsis thaliana）是一种广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学研究的模式植物。
在植物生长发育过程中，基因表达调控起着至关重要的作用。
RNA干扰技术（RNAi）是一种利用双链RNA（dsRNA）降解特定mRNA，从而抑制目标基因表达的技术。
本实验通过构建特定基因的RNA干扰载体，导入拟南芥，观察目标基因表达受抑制后的表型变化，以研究该基因在拟南芥生长发育过程中的功能。
三、实验材料1. 拟南芥野生型植株；2. 目标基因cDNA克隆；3. 载体pCAMBIA1300；4. 实验试剂：DNA连接酶、T4 DNA连接酶、限制性内切酶、pUC18载体、DNA分子量标准等；5. 实验仪器：PCR仪、电泳仪、凝胶成像系统、激光共聚焦显微镜等。
四、实验方法1. 目标基因cDNA克隆：利用PCR技术扩增目标基因cDNA，克隆到pUC18载体上，进行序列验证；2. RNA干扰载体构建：利用PCR和限制性内切酶技术，将目标基因cDNA克隆到载体pCAMBIA1300的RNAi表达框中，构建RNA干扰载体；3. 拟南芥转化：采用花序浸染法将RNA干扰载体导入拟南芥野生型植株；4. 表型观察：观察转化植株的生长发育状况，记录表型变化；5. 基因表达分析：采用RT-qPCR技术检测转化植株中目标基因mRNA表达水平的变化。
五、实验结果与分析1. 目标基因cDNA克隆：通过PCR和序列验证，成功克隆目标基因cDNA；2. RNA干扰载体构建：成功构建了RNA干扰载体，经测序验证无误；3. 拟南芥转化：成功转化拟南芥野生型植株，获得转化植株；4. 表型观察：转化植株在生长发育过程中出现表型变化，如叶片变小、生长缓慢等；5. 基因表达分析：RT-qPCR结果显示，转化植株中目标基因mRNA表达水平显著降低。
一种单子叶植物mirna高效过表达载体的构建方法
一种单子叶植物mirna高效过表达载体的构建方法
构建一种单子叶植物microRNA高效过表达载体已经成为一个重要的研究方向。
microRNA是一种能够调控基因表达的小分子RNA，通过构建载体能够植入目标基因，从
而获得高效过表达。
研究者首先收集可用的微RNA家株构建催化剂，并将其与单子叶植物的网络复合体结合，建立一种可以高效过表达的microRNA载体系统。
然后将这种载体注入到被开发的双链DNA中，以促进microRNA的表达。
此外，研究者还利用转染法将所述载体植入植物中，利用其特性促进microRNA的表达。
最后，研究者对其所构建的microRNA载体系统进行了大量的数据分析，确定其高效过表
达的效果。
结果表明，microRNA载体系统可以达到很高的表达效果，这种方法可以有效
促进单子叶植物microRNA的表达，有效调节特定基因的表达，可以用于后续的植物转基
因研究。
RNA的种类,发现及其功能
RNA转录后加工、编辑和修饰依赖于各类小RNA和其蛋白质复合物。在mRNA前体的加工过程中,要形成剪接体以除去内含子。snRNA有U1、U2、U4、U5、U6五种(U3参与rRNA前体加工) ,每种snRNA分别和59种蛋白质结合成小核糖核蛋白(snRNP)。由snRNP组装成的剪接体可对mRNA前体的内含子进行正确的剪接。RNA编辑是转录后通过断裂和再连接反应插入或删除若干核苷酸,或通过酶促脱氨和氨基化反应改变碱基,因而改变模板DNA的编码信息。有些
M120110236-赵开彬
水产与生命学院
生物体内RNA的种类和功能
摘 要:生物体内目前已发现的RNA有十多种。RNA可以作为病毒基因组;RNA在蛋白质生物合成,包括转录、转录后的加工、编辑、修饰中扮演了重要角色;具有重要的催化和持家功能,对基因表达和细胞功能进行调节,并在生物进化中起重要作用.ＲＮＡ是一类极其重要的生物大分子，它不仅种类繁多，而且其结构也比ＤＮＡ要复杂得多。不同种类的ＲＮＡ其结构虽有共同之处，但也有着显著的差异。由于ＲＮＡ种类和结构的多样性，这就决定了ＲＮＡ具有多种生物学功能。关键词ＲＮＡ结构，ＲＮＡ功能ＲＮＡ是核糖核酸的缩写符号，绝大多数ＲＮＡ都是一条多核着酸单链。ＲＮＡ是种类繁多、结构复杂、功能多样的一类重要的生物大分子。ＩＲＮＡ种类信使ＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、转移ＲＮＡ（ｔＲＮＡ）、和核糖体ＲＮＡ（ｒＲＮＡ）是细胞质中参与蛋白质合成的三类主要的ＲＮＡ。此外还有小分子细胞核ＲＮＡ（ｓｎＲＮＡ）、染色质ＲＮＡ（。ｈＲＮＡ）、反义ＲＮＡ、翻译控制ＲＮＡ（ｔＣＲＮＡ）、双链ＲＮＡ（ｄｓＲＮＡ）、细胞质小分子ＲＮＡ（ＳＣＲＮＡ）、具有催化活性的ＲＮＡ及各种病毒ＲＮＡ等。
关键词:RNA;种类;功能
提叶片rna的方法
西师大版五年级下册《总复习》数学教案一、教学内容二、教学目标1. 熟练掌握分数的乘除法运算，并能解决实际问题。
2. 理解长方形和正方形面积的计算方法，能够运用到实际情境中。
3. 掌握体积的概念和体积单位，能够进行简单的体积计算。
三、教学难点与重点教学难点：分数的乘除法运算，长方形和正方形面积的计算，体积的计算。
教学重点：分数乘除法的运算规律，长方形和正方形面积的计算方法，体积的计算方法。
四、教具与学具准备教具：黑板、粉笔、教学课件、模型。
学具：练习本、铅笔、直尺、量角器。
五、教学过程1. 导入：通过实践情景引入，让学生收集生活中与分数、面积、体积有关的物品，激发学生学习兴趣。
a. 分数的乘除法：以水果切分为例，引导学生理解分数的乘除法运算。
b. 长方形和正方形的面积：以房间铺砖为例，让学生了解面积的概念和计算方法。
c. 体积和体积单位：以水杯倒水为例，让学生感受体积的概念，并认识体积单位。
2. 例题讲解：a. 分数乘除法运算：讲解分数乘除法的运算规律，结合实际例题进行讲解。
b. 长方形和正方形面积计算：以实际图形为例，讲解面积计算方法。
c. 体积计算：通过实际物品的测量，讲解体积计算方法。
3. 随堂练习：针对每个知识点设计练习题，让学生及时巩固所学内容。
六、板书设计1. 分数的乘除法运算规律。
2. 长方形和正方形面积的计算公式。
3. 体积的计算方法。
七、作业设计1. 作业题目：a. 计算分数的乘除法：2/3 × 4/5，1/4 ÷ 2/3。
b. 计算长方形和正方形面积：一个长方形长为6厘米，宽为4厘米，求面积；一个正方形边长为5厘米，求面积。
c. 计算体积：一个长方体长为10厘米，宽为5厘米，高为2厘米，求体积。
答案：a. 2/3 × 4/5 = 8/15，1/4 ÷ 2/3 = 3/8。
b. 长方形面积：6厘米× 4厘米 = 24平方厘米；正方形面积：5厘米× 5厘米 = 25平方厘米。
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植物中功能载体RNA的研究
植物是我们生态系统中至关重要的组成部分。
人们对植物的研究旨在理解它们
的生长、发育和适应性。
在植物研究的过程中，科学家们发现了许多基因启动和转录的机制，这些机制直接影响着植物的生产力和物种多样性。
丝状植物RNA （sRNA）作为一种非编码RNA分子，被发现能够调控植物基因表达。
他们在植
物中被发现扮演着各种各样的角色。
本文将讨论sRNA的功能以及植物中sRNA的研究进展。
sRNA的功能
sRNA是一类短小的非编码RNA分子，其长度在20-30个核苷酸之间。
sRNA
广泛存在于植物、动物、细菌和真核生物中，并在许多重要的生物过程中发挥作用。
sRNA通过结合蛋白质和DNA影响细胞对信号和DNA序列的处理，从而调节基因表达的水平。
实验证明，植物sRNA可以被基因底物特异性识别，从而具有调节基因表达的
能力。
植物sRNA的功能包括：1)抗病毒防御；2)器官发育和生殖；3)植物逆境适
应性。
因此，这些小而精密的分子不仅为植物基因组中编码蛋白质所无法完成的调控提供了一个新的领域，而且为人们研究植物的分子遗传学和细胞生物学开拓了新的视野。
植物中sRNA的研究进展
已知，植物中sRNA的数量很多。
许多手段被用来检测并鉴定sRNA母体，这
包括比较基因组学方法以及直接随机测序。
此外，研究人员开发了一种名为“RNA
富集”方法，可以提供有关sRNA特定子集的信息。
sRNA的定位在很大程度上由
其功能特征决定，包括它们与靶基因的互作方式。
植物sRNA的研究揭示了这些分子在不同的生物过程中的作用。
从调控基因表
达到响应逆境压力，sRNA的多个功能均已在植物中得到证实。
通过了解sRNA在
植物逆境适应性中的作用，科学家们可以更好地了解作物的适应性，以便为亚洲、非洲和拉丁美洲等地区的农业生产做出更好的贡献。
此外，研究人员对sRNA基因工程的利用也引起了越来越多的关注。
在植物生
长和发育的过程中，适当的基因表达是非常重要的。
然而，许多植物基因往往很难被传统的遗传方法进行调控。
利用sRNA和最新的基因工程技术，科学家们可以选择性地调控植物基因表达，从而优化作物生产能力和抗病能力。
结论
sRNA是一种独特的、不可缺少的RNA分子，是植物研究中的重要组成部分。
研究发现，sRNA在植物的许多生物过程中发挥了关键的调节作用。
对于sRNA的
研究，科学家们正在努力探索这些分子在植物逆境适应性、生长和发育中的作用，并寻求利用其进行基因工程。
这些努力将有助于推动农业生产技术的进步，并为维持生态平衡做出贡献。