VIG病毒诱导基因沉默技术
vigs原理
vigs原理VIGS原理。
VIGS（病毒诱导基因沉默）是一种基因沉默技术，通过利用病毒来诱导植物基因的沉默，从而研究基因功能和调控机制。
VIGS技术是一种快速、高效的基因沉默方法，被广泛应用于植物分子生物学研究中。
本文将介绍VIGS的原理及其在植物科学研究中的应用。
VIGS的原理主要是利用病毒载体来携带目标基因片段，并通过病毒的侵染和复制过程，将目标基因片段转录成siRNA（小干扰RNA），siRNA能够诱导RNA干扰（RNAi）途径，从而导致目标基因的沉默。
VIGS技术的关键在于选择合适的病毒载体和目标基因片段，以及优化转染条件和病毒复制过程，从而实现对目标基因的特异性沉默。
VIGS技术在植物科学研究中有着广泛的应用。
首先，VIGS可以用来研究基因功能。
通过沉默目标基因，可以观察到植物表型的变化，从而推断目标基因在生物学过程中的作用。
其次，VIGS还可以用来研究基因调控网络。
通过沉默一个基因，可以观察到其他相关基因的表达变化，从而揭示基因之间的相互作用关系。
此外，VIGS还可以用来筛选抗病基因。
通过沉默潜在的抗病基因，可以评估其对病原体的抗性作用，为植物抗病育种提供理论基础。
总之，VIGS技术是一种重要的基因沉默方法，具有快速、高效、特异性的优点，被广泛应用于植物科学研究中。
随着分子生物学技术的不断发展，VIGS技术在植物基因功能和调控研究中将发挥越来越重要的作用。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解VIGS的原理及其在植物科学研究中的应用，为相关领域的研究工作提供参考和借鉴。
棉花VIGS流程
棉花VIGS流程棉花VIGS（病毒诱导基因沉默）是一种利用RNA干扰技术抑制植物宿主的基因表达的方法。
该技术可用于研究棉花病毒感染机制、病原菌-植物相互作用以及棉花基因功能的研究等。
下面是棉花VIGS流程的详细说明。
1. 构建病毒载体：选择适合的病毒载体是进行VIGS实验的第一步。
常用的病毒载体有烟草花叶病毒（Tobacco rattle virus，TRV）和番茄花叶病毒（Tomato bushy stunt virus，TBSV）等。
将所需的人工合成的DNA片段插入病毒载体的适当位点，构建具有目标基因片段的病毒载体。
2.复制病毒载体：将构建好的病毒载体DNA转化到感受性细菌中，经过培养和筛选，得到大量的病毒载体。
3.植株接种：选择棉花的适合发育阶段的幼苗，对其进行病毒接种。
通常是在两片真叶之间的叶片表面用注射器注入病毒载体溶液。
同时将一部分棉花叶片用水作为对照组。
4.观察和记录：在接种后的一段时间内，观察和记录棉花植株的表型变化，如叶片的颜色，形态，生长状态等。
通常观察时间为接种后的7-14天。
5.提取RNA：在观察期结束后，选择受病毒感染的病株和对照组的叶片，将其快速冻结并粉碎。
通过RNA提取试剂盒等方法，从样品中提取总RNA。
6.制备cDNA：将提取的总RNA进行逆转录反应，合成cDNA。
逆转录反应需使用逆转录酶和随机引物。
7. 多重PCR（Polymerase Chain Reaction）：设计特异性引物，使用cDNA作为模板进行PCR反应，以检测目标基因的表达水平。
PCR反应条件和循环数根据具体实验设计进行调整。
8.分析PCR产物：将PCR产物进行凝胶电泳，用琼脂糖凝胶作为分离介质，通过电场作用将PCR产物分离开。
将凝胶置于紫外线扫描仪下进行鉴定和定量分析。
9.数据分析：根据PCR产物的大小和强度，分析棉花基因表达水平的变化。
与对照组相比，表达量较低的PCR产物对应的基因受到了抑制。
vigs基因沉默原理
1997年，VIGS这一术语最早被Van Kammen用于描述植物受病毒侵染后的症状恢复现象。
1999年，Baulcombe认识到，由于VIGS允许通过讲解特定基因的转录本来有针对性地下调该基因，VIGS将被作为基因功能研究的潜力巨大。
2004年，Burch-Smith通过使用重组病毒来沉默植物内源基因，此后，VIGS作为一种反向遗传学技术被研究者广泛使用。
病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing，VIGS）是指携带目的基因片段的病毒侵染植物后，随着病毒的复制和转录而特异性的诱导序列同源基因mRNA降解或被甲基化等修饰，从而引起植物内源基因沉默、引起表型或生理指标变化，进而根据表型变异研究目标基因的功能。
VIGS是根据植物对RNA病毒防御机制发展起来的一种用以表征植物基因功能的基因转录技术，其内在的分子基础可能是转录后基因沉默(post-transcript gene silence)。
与传统的基因功能分析方法相比，VIGS能够在侵染植物当代对目标基因进行沉默和功能分析；无需开发稳定的转化子，并且具有沉默单个或多个基因家族成员的潜力。
因此，VIGS一经建立，即被视为研究植物基因功能的强有力工具，得到了深入的研究和广泛应用，已用于烟草、番茄、小麦、水稻等植物的抗病反应、生长发育以及代谢调控的功能基因研究。
沉默机制基因沉默在生物中普遍存在，表现在抵御病毒、转座子等外来核酸的入侵，识别并抑制外源基因表达，维持生物基因组稳定性等。
VIGS 作为基因沉默的特殊形式，是植物抗病毒侵染的一种自然机制。
当病毒或携带cDNA 的病毒载体侵染植物后，在复制与表达过程中通常会形成双链RNA （Double stranded RNA，dsRNA）形式的中间体。
dsRNA 作为基因沉默关键激发子，首先在细胞中被类似RNase Ⅲ家族特异性核酸内切酶Dicer 类似物（如DCL4）切割成21 ~ 24 nt 的小分子干扰RNA（Small interfering RNA，siRNA）。
vigs基因沉默原理 稳定遗传
vigs基因沉默原理稳定遗传vigs基因沉默原理是一种稳定的遗传现象，在动植物基因调控中起着重要的作用。
它指的是通过特定的机制，使得基因表达被抑制，从而达到稳定遗传的效果。
基因是遗传信息的载体，能够决定生物的性状和功能。
然而，有时候某些基因的表达会导致负面效果，比如过量表达可能引发疾病或异常生长。
为了避免这种不良影响，生物进化出了基因沉默的机制，即vigs基因沉默原理。
vigs基因沉默通过RNA干扰机制实现。
RNA干扰是一种现象，指的是通过RNA分子的作用，抑制靶基因的表达。
在vigs基因沉默中，首先会产生一种叫做小干扰RNA（siRNA）的分子。
这些siRNA与靶基因的mRNA发生结合，导致mRNA分解，从而阻断该基因的表达。
这种基因沉默可以在多个层面起作用，从转录调控到转录后调控，从染色体结构到DNA修复等多个细胞过程中发挥作用。
这种基因沉默也能够产生遗传记忆，即后代细胞和组织仍然保持原初基因沉默的状态。
vigs基因沉默原理的发现在生物科学领域产生了深远的影响。
通过探索这一机制，科学家们发现，通过改变siRNA的特定序列和siRNA 与mRNA的结合方式，可以有选择地沉默特定的基因。
这为研究基因功能、治疗疾病以及农业温室育种等领域提供了新的思路和工具。
在农业领域，vigs基因沉默原理可用于改良作物品种。
比如，通过利用vigs基因沉默原理来屏蔽某些抗性基因的表达，可以使作物更容易受到病虫害的抵抗力。
此外，vigs基因沉默也可以在粮食作物中降低有害代谢物的含量，提高作物的质量和安全性。
在医学领域，vigs基因沉默原理被广泛应用于基因治疗和药物研发。
通过选择性沉默特定基因，可以治疗一些遗传性疾病和恶性肿瘤。
研究者还发现，通过诱导vigs基因沉默，可以增强药物的疗效并减少副作用。
研究vigs基因沉默原理不仅拓展了我们对基因调控的理解，还为应用研究提供了新的途径。
通过深入探索vigs基因沉默机制，未来我们或许能够开发出更精准、高效的基因治疗方法，并为人类健康和农业生产带来更多的福利。
VIGS实验方案
VIGS实验方案VIGS（病毒诱导基因沉默）是一种基因沉默的技术，通过病毒载体介导的RNA干扰机制，靶向降低目标基因的表达。
VIGS技术广泛应用于植物研究领域，可以帮助我们理解基因与表型之间的关系。
下面是一个VIGS实验方案的示例，以帮助研究者深入了解该技术的应用。
实验目标：通过VIGS技术沉默目标基因，研究其在植物发育和抗逆过程中的功能。
实验步骤：1.构建VIGS载体：选择一个合适的病毒载体（如Tobacco Rattle Virus，TRV），并将目标基因的片段克隆到载体中，构建TRV:目标基因短暂表达载体。
2.病毒感染：将构建好的TRV:目标基因载体与辅助载体（如pTRV1）转化至Agrobacterium tumefaciens，并经过过夜培养。
3.生成病毒颗粒：分别用TRV:目标基因载体感染葡萄苗或拟南芥等模式植物的幼苗，通过渗透法或注射法将Agrobacterium harboring TRV:目标基因载体的细菌转化至植物体内。
然后将植物继续养护，直至观察到病毒症状。
4.分析基因沉默效率：在病毒感染后的适当时间点（通常是10-14天），收集叶片或其他组织样本，利用实时定量PCR或Northern blotting等方法，分析目标基因的表达水平。
与未感染的植物进行对照实验，以评估基因沉默的效率。
5.表型分析：观察病毒感染植株的表型变化，如外观、生长速度、营养状况等。
比较感染植株与对照植株的差异，以推断目标基因在发育和抗逆等生理过程中的功能。
6.RNA测序分析：收集沉默目标基因的植株样本，提取总RNA并进行测序分析。
通过与对照样本比较，鉴定沉默目标基因可能参与的信号通路和生物过程。
7.补充实验证实：根据RNA测序结果，选择一些重要的候选基因进行进一步验证实验，如RT-PCR、Western blotting以及表型复原分析等。
8.数据分析和结果呈现：对实验数据进行统计分析，使用图表、图片和表格等形式呈现实验结果。
VIGS技术及其在棉花功能基因组研究中的应用进展
VIGS技术及其在棉花功能基因组研究中的应用进展VIGS是植物体内病毒诱导基因沉默技术（Virus-induced gene silencing）的缩写。
它是一种常用的功能基因组研究方法，能够通过病毒介导的基因沉默来分析目标基因的功能。
在棉花功能基因组研究中，VIGS技术在研究棉花基因功能和抗性机制等方面具有广泛的应用。
棉花是世界上最重要的纺织纤维作物之一，具有极高的经济价值。
然而，棉花遭受各种病毒、细菌和真菌的威胁，严重影响了棉花的产量和品质。
因此，研究棉花的抗病机制和功能基因组是非常重要的。
VIGS技术通过病毒介导基因沉默，可以快速、高通量地研究目标基因在棉花中的功能。
具体而言，病毒载体携带了目标基因的一小段序列，通过植物的RNA沉默机制来诱导目标基因的沉默。
这样，研究人员可以通过观察沉默后植株的表型变化来推测目标基因的功能。
在棉花功能基因组研究中，VIGS技术已经被广泛应用于以下几个方面：1.抗病基因的功能研究：研究人员可以通过VIGS技术沉默预测的抗病基因，并观察沉默后植株对病原微生物的抗性变化。
这样可以帮助揭示棉花的抗病机制。
2.下游调控基因的鉴定：研究人员可以通过VIGS技术沉默目标基因，并观察沉默后植株中其他基因的表达变化。
这样可以帮助鉴定目标基因的下游调控基因，深入分析基因网络和信号通路。
3.重要农艺性状的研究：研究人员可以通过VIGS技术沉默与重要农艺性状相关的基因，并观察沉默后植株的表型变化。
这样可以帮助揭示棉花复杂性状的分子机制，为育种提供理论基础。
4.进化和遗传多样性研究：通过VIGS技术沉默不同棉花品种中的重要基因，可以观察其表型变化，有助于研究不同棉花品种之间的遗传差异和进化关系。
5.蛋白功能研究：通过VIGS技术沉默编码特定蛋白的基因，并观察沉默后植株的蛋白表达变化，可以揭示该蛋白在棉花中的功能和调控机制。
总之，VIGS技术在棉花功能基因组研究中具有重要的应用价值。
《利用VIGS技术进行油菜抗病相关WRKY70和LRR-RLK基因的功能验证》范文
《利用VIGS技术进行油菜抗病相关WRKY70和LRR-RLK基因的功能验证》篇一一、引言油菜作为我国重要的油料作物，其抗病性对保证作物产量和品质具有重要意义。
近年来，随着分子生物学技术的发展，利用基因工程技术提高油菜抗病性已成为研究热点。
其中，WRKY70和LRR-RLK基因在油菜抗病过程中发挥着重要作用。
本文旨在通过利用病毒诱导基因沉默（VIGS）技术，对WRKY70和LRR-RLK基因的功能进行验证，为油菜抗病育种提供理论依据。
二、VIGS技术概述VIGS技术是一种基于植物病毒载体进行基因沉默的技术，具有操作简便、沉默效率高、对植物损伤小等优点。
通过构建携带目标基因片段的病毒载体，将其导入植物体内，利用病毒的复制和传播过程，引起目标基因的沉默，从而达到研究基因功能的目的。
三、实验材料与方法1. 实验材料：油菜植株、VIGS病毒载体、WRKY70和LRR-RLK基因片段等。
2. 方法：（1）构建携带WRKY70和LRR-RLK基因片段的VIGS病毒载体；（2）将病毒载体通过农杆菌介导法导入油菜植株；（3）观察并记录油菜植株的表型变化；（4）通过PCR、RT-PCR等技术检测目标基因的沉默情况；（5）对沉默后的油菜植株进行抗病性鉴定。
四、实验结果与分析1. 表型观察：导入VIGS病毒载体的油菜植株在生长过程中出现明显的表型变化，如叶片出现黄化、卷曲等现象。
2. 基因沉默检测：通过PCR、RT-PCR等技术检测发现，WRKY70和LRR-RLK基因在沉默后的油菜植株中表达量显著降低，证实了VIGS技术的有效性。
3. 抗病性鉴定：对沉默后的油菜植株进行抗病性鉴定，发现其抗病能力显著降低，表明WRKY70和LRR-RLK基因在油菜抗病过程中发挥重要作用。
五、讨论本实验利用VIGS技术成功验证了WRKY70和LRR-RLK基因在油菜抗病过程中的重要作用。
通过表型观察、基因沉默检测及抗病性鉴定，我们发现沉默这些基因会导致油菜植株抗病能力降低，表明这些基因在油菜抗病机制中具有关键作用。
vigs原理
vigs原理VIGS原理。
VIGS（Virus-Induced Gene Silencing）是一种通过病毒诱导基因沉默的技术，被广泛应用于植物基因功能研究中。
VIGS技术利用植物病毒的RNA干扰机制，通过病毒载体将目标基因的片段导入植物细胞，从而抑制目标基因的表达。
本文将详细介绍VIGS原理及其在植物基因研究中的应用。
VIGS原理。
VIGS技术的原理是利用病毒诱导植物基因沉默。
病毒载体中携带了目标基因的部分序列，一旦进入植物细胞，这些序列将被转录成双链RNA。
这些双链RNA 能够被植物细胞内的Dicer酶切割成小的siRNA（small interfering RNA），siRNA 与靶标基因的mRNA互补结合，导致靶标mRNA降解，从而抑制了目标基因的表达。
这一过程与RNA干扰（RNA interference, RNAi）的机制相似。
VIGS技术的优势。
相比于传统的转基因和突变体筛选技术，VIGS技术具有以下优势：1. 快速，VIGS技术可以在短时间内沉默目标基因，研究者可以快速获得目标基因沉默后的表型变化。
2. 高效，VIGS技术可以在整个植物体内实现目标基因的沉默，而不仅限于特定组织或细胞。
3. 灵活，VIGS技术可以用于多种不同类型的植物，而不需要针对每种植物进行特定的转基因操作。
VIGS技术的应用。
VIGS技术在植物基因功能研究中有着广泛的应用，包括：1. 基因功能研究，VIGS技术可以帮助研究者快速验证目标基因的功能，特别是对于那些没有已知突变体的基因。
2. 代谢途径研究，通过沉默代谢途径中的关键基因，可以帮助研究者了解这些基因在植物代谢中的作用。
3. 抗病性研究，利用VIGS技术可以验证植物中与抗病相关的基因，有助于揭示植物抗病机制。
总结。
VIGS技术作为一种快速、高效、灵活的基因沉默技术，在植物基因功能研究中发挥着重要作用。
通过利用VIGS技术，研究者可以快速验证目标基因的功能，探究植物代谢途径和抗病机制，为植物育种和生产提供重要的科学依据。
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PDS即八氢番茄红素脱氢酶，是类胡卜素合成所必需的酶，具保护叶绿 素免受光漂白的作用，而PDS基因发生沉默后被侵染植物就会表现出光 漂白症状。 PDS表型变异易于辨别，因此PDS基因成为VIGS体系评价的参照基因。
VIGS应用的载体
DNA病毒(载体构建简便、无需体外转录、操作难度 低) →1998,基于双生病毒番茄金色花叶病毒TGMV的VIGS 体系成功建立(第一例DNA病毒载体) →2004,非洲木薯花叶病毒ACMV →2008,棉花皱叶病毒CLCrV →2010,水稻东格鲁杆状病毒RTBV(实现农杆菌介导 接种高效沉默水稻內源基因PDS，第1例能够通过农 杆菌介导接种水稻的VIGS载体)
病毒诱导的基因沉默(VIGS)的获得
• • • • • • • • 1.设计引物(保守序列，200bp) 2.构建载体(γ ) 3.体外转录 (准备质粒，线性化质粒) 4.体外涂抹 5.观察病毒表型(BSMV) （提取RNA,反转录成cDNA,检测基因表达水平） 6.观察表型
VIGS原理
dsRNA:双链RNA; Dicer酶:核糖核酸酶Ⅲ (RibonucleaseⅢ, RNase Ⅲ) 家族的成员; siRNA:小干扰RNA ; RISC:RNA诱导沉默复合体
VIGS应用的载体
利用植物病毒作为载体的优点:
• 病毒能吸附到完整的植物细胞并将它们的核酸导 入到细胞中 • 感染的植物细胞产生大量的病毒，因此重组病毒 载体可以高效表达转入的外源基因。 • 病毒感染可以蔓延整个植株 • 病毒感染快
VIGS应用寄主
• 寄主范围有限，针对不同的寄主植物往往需要开发 不同的病毒载体。 • 2002，大麦抑制PDS（大麦条纹花叶病毒BSMV，进 一步在小麦上应用） • →2006，水稻、大麦和玉米（雀麦花叶病毒BMV • →2006，大豆（多组分病毒菜豆荚斑驳病毒BPMV） • →2010，大豆（改造后无需体外转录，增加沉默效 率）
VIGS应用的载体
RNA病毒(最早最多) →1995,首次基于烟草花叶病毒TMV载体构建 (携带八 氢番茄红素脱氢酶PDS侵染烟草，上位叶片褪绿白化) →1998,马铃薯X病毒PVX(沉默PDS诱发白化效应) → 2001,烟草脆裂病毒 TRV(因其具有病毒症状较轻、 沉默效率高、持续时间长、能够侵染分生组织应用， 目前应用最广泛VIGS载体)
VIGS的应用
• 品质改良相关基因的功能分析 • 2012，利用VIGS技术发现高分子量谷蛋白亚基HMVGS 1Bx14和小麦籽粒中麦谷蛋白聚合体合成有关。 • 这也是首次报道VIGS技术应用于小麦穗子和籽粒相 关的基因功能，同时这个体系的建立将会对研究与 籽粒品质和在小麦渐成的籽粒中有关基因的功能起 到很大帮助作用。
VIGS优点
• 在未获取全长序列甚至事先不知道序列的情况下 即可进行VIGS分析。 • 操作简便，能快速获取表型。 • 无需构建转基因植株。这对于那些转基因植株获 取非常困难的植物种类来说至关重要 •可用于突变致死的基因功能研究。 •可用于功能冗余基因的功能研究。 •可用于快速的不同植物种类间比较基因组学的研究 。
VIGS的应用
• 抗旱研究中相关基因的功能分析 • 2011，沉默小麦上S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因 (SAMS)、S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因(SAMDC)、γ 谷氨酰半胱氨酸合成更美基因(γ -ECS)三个基因。 • 沉默植株经干旱胁迫后较正常植株在形态上有明显 的变化，其叶片的卷曲萎蔫程度较为突出，说明这 三个基因在小麦抗干旱胁迫中具有重要功能。
What are RNAi?
• RNAi 现象早在 1993 年就有报道 : 将产生紫色素的基 因转入开紫花的矮牵牛中,希望得到紫色更深的花, 可是事与愿违,非但没有加深紫色,反而成了白色。 当时认为这是矮牵牛本来有的紫色素基因和转入的 外来紫色素基因都失去了功能 , 称这种现象是“共 抑制”。 • 直到1998年, Fire等的研究证明,在正义RNA阻断了 基因表达的试验中 , 真正起作用的是双链 RNA, 使基 因“沉默”了。研究人员将这一现象称为 RNA 干扰 (RNA interference,RNAi) 。 研 究 者 因 此 获 得 了 2006年诺贝尔生理学或医学奖。
What are RNAi?
RNA干扰广泛存在于生物界，在不同物种中RNA干扰被 赋予不同的名称: •在植物体中被称为基因共抑制（co-suppression） •在真菌中被称为基因阻抑（qulling） •在动物体内被称为RNA干扰（RNAi）
现今用于植物RNAi技术按导入方式的不同有粒子轰击、 病毒诱导基因沉默(VIGS)、农杆菌介导等方式。
VIGS缺陷
• VIGS引起目标基因的沉默特征不具有遗传性，以 致 VIGS 技术并不能彻底揭示基因的功能，这是此 种技术自身最大的局限性。 • 如何获得目标基因的系统性沉默仍然是VIGS技术 目前需要解决的问题。 • 沉默持续的时间问题。 • 病毒载体如何有效地接种入植物体内，并产生较 强的沉默效果，是 VIGS 技术实验操作中的关键性 步骤。
Virus Induced Gene Silencing(VIGS)
• 病 毒 诱 导 的 基 因 沉 默 (virus induced gene silencing,VIGS) • 是指通过对已知植物病毒的改造，将目标基因片 段整合入病毒载体中，然后侵染植物,诱发RNAi途 径,随着病毒的复制和转录而特异性地诱导序列同 源基因 mRNA 降解或被甲基化等修饰，从而引起植 物表型或生理指标变化，实现对该功能基因的鉴 定。