病毒诱导基因沉默(VIGS)在禾本科植物中的研究进展
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。
第一实验：以烟草脆裂病毒为载体通过基因沉默分析植物基因功能（VIGS
第一实验：以烟草脆裂病毒为载体通过基因沉默分析植物基因功能（VIGS）一、目的掌握一种分析植物基因功能的方法二、原理在病毒载体中插入某一外源基因，然后侵染宿主可引起宿主体内相应基因或序列相似基因的沉默。
病毒侵染宿主后导致的基因沉默（virus-induced gene silencing, VIGS）为转录后基因沉默（post-transcriptional gene silencing, PTGS）这一流程如图1-1。
其中修饰后的烟草脆裂病毒（TRV）的载体克服了其他病毒载体所固有的缺点。
它便于非病毒序列的插入和随后对植物的侵染、介导VIGS缺乏病毒侵染后产生的症状或产生非常轻的症状、侵染的面积比较大、导致的VIGS维持的时间比较长。
特别是它能在植物生长点产生基因沉默，锁定宿主的RNAs，然后可通过比较基因沉默后植物的表型等方法来分析基因的功能。
TRV可以侵染12属的60多种植物，如烟草、番茄、马铃薯等。
以上这些特点使TRV载体在发现植物基因和分析基因功能方面得到广泛的应用。
图1-1 病毒引起的植物基因沉默图1-2 TRV载体A：野生型TRV RNA1的结构及位于植物双元转化系统质粒p TRV1中的cDNA克隆；B：野生型TRV RNA2结构及位于植物双元转化载体系统质粒pTRV2中的TRV RNA2的cDNA克隆。
其中Lb、Rb：T-DNA 的左、右边界DNA序列；RdRp：依赖RNA的RNA聚合酶；35S：CaMV的35S启动子；MCS：多克隆位点；T：转录终止点；16K、29.4K、32.8K分别为病毒编码的蛋白序列；CP：病毒编码的外壳蛋白序列；Int：插入病毒基因的内含子；MPbd的运动蛋白TRV是正链RNA病毒，包括两个基因组分，其中RNA1编码病毒在植物中的复制和运动所需的蛋白，RNA2编码病毒组装和介体传播所需的蛋白。
在构建载体时把RNA1和RNA2的cDNA分别克隆在植物转化所用的农杆菌的双元载体系统中的两个质粒上，具体结构如图1-2所示。
vigs基因沉默原理和rnai沉默
vigs基因沉默原理和rnai沉默VIGS基因沉默原理和RNAi沉默是两种常用的分子生物学技术，被广泛应用于研究植物基因功能。
它们有些相似之处，同时也存在一些差异。
本文将对这两种技术的原理、应用和优缺点进行详细探讨。
1. VIGS基因沉默原理VIGS（Virus-induced gene silencing）是通过病毒侵染植物细胞，诱导宿主植物基因的沉默。
该技术利用了病毒的复制和传播机制，将目标基因序列整合到病毒基因组中，并且在感染的植物细胞中产生可复制的RNA介导的沉默效应。
具体步骤包括：（1）构建VIGS载体：将目标基因的部分序列插入病毒载体，形成VIGS载体。
（2）VIGS载体侵染植物细胞：将构建好的VIGS载体导入病毒感受性植物中，让病毒基因组中的目标基因RNA与宿主植物基因的mRNA互补杂交，导致宿主基因沉默。
（3）基因沉默效应：病毒RNA会在植物细胞中被RNA依赖性RNA 聚合酶复制成多个复制体，随后通过系统性运输到植物全身，触发整个植物的基因沉默效应。
2. RNAi基因沉默原理RNA干扰（RNA interference）是一种保守的基因沉默机制，通过切割目标mRNA分子而将其降解，从而实现对基因表达的调控。
RNAi主要通过siRNA和miRNA两条途径实现。
具体步骤包括：（1）siRNA的产生：长双链RNA被核酸酶Dicer切割成短双链siRNA。
（2）siRNA的介导：siRNA将RISC（RNA诱导的沉默复合体）导入到靶基因mRNA上，使其降解。
（3）miRNA的产生：由miRNA基因转录出的pri-miRNA在细胞核中被核酸酶Drosha切割为pre-miRNA，经过转运到细胞质后被Dicer 进一步切割成短miRNA。
（4）miRNA的介导：miRNA与RISC结合后能够通过完全或不完全互补靶序列的mRNA上结合，从而通过诱导转录后调控蛋白质的翻译或降解。
3. VIGS和RNAi的异同点（1）机制差异：VIGS是依赖于病毒的复制和传播来诱导植物基因沉默，而RNAi是通过siRNA和miRNA介导的沉默机制来调控基因表达。
水培条件下病毒诱导棉花基因沉默体系的建立及优化
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2016, 42(6): 844 849/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(31271628)资助。
This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31271628).*通讯作者(Corresponding author): 李召虎, E-mail: lizhaohu@, Tel: 010-********第一作者联系方式: E-mail: muc320@Received(收稿日期): 2016-01-02; Accepted(接受日期): 2016-03-14; Published online(网络出版日期): 2016-03-21. URL: /kcms/detail/11.1809.S.20160321.1056.012.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2016.00844水培条件下病毒诱导棉花基因沉默体系的建立及优化穆 春 周 琳 李茂营 杜明伟 张明才 田晓莉 李召虎*植物生长调节剂教育部工程研究中心 / 中国农业大学农学院, 北京100193摘 要: 以国欣棉3号为材料, 以棉花GhCLA1为指示基因, 探讨了生长温度、重悬液浓度、注射时间、品种等对水培棉花pTRV 介导的VIGS 沉默效率的影响。
在24℃条件下, 出苗后3~5 d 内注射能得到较高沉默效率, 重悬液浓度对沉默效率没有影响; 同时以注射pTRV-GFP 作为空白对照可以消除插入片段对植株生长的影响, 减小对照误差; 水培与土培方式相比能更快更早出现沉默表型, 缩短试验周期, 并能诱导不同品种棉花材料GhCLA1基因沉默; 利用水培棉花TRV-VIGS 体系, 成功抑制了棉花GhCTR1基因的表达, 与对照株相比, 抑制后的棉花植株出现矮化表型, 说明水培棉花TRV-VIGS 体系建立在棉花研究中的广谱利用性。
vigs原理
vigs原理VIGS原理。
VIGS（病毒诱导基因沉默）是一种利用病毒来诱导植物基因沉默的技术，它可以通过病毒载体将特定基因的RNA序列引入植物细胞内，从而抑制目标基因的表达。
VIGS技术因其简单、高效、快速的特点，被广泛应用于植物基因功能研究、抗病性育种等领域。
本文将对VIGS原理进行详细介绍。
VIGS的实现依赖于RNA干扰（RNAi）机制。
RNAi是一种由双链RNA介导的基因沉默过程，通过RNAi，细胞内的特定mRNA被降解，从而导致目标基因的沉默。
VIGS技术利用这一机制，通过病毒载体将特定基因的RNA序列引入植物细胞内，从而诱导目标基因的沉默。
VIGS技术的实现过程可以分为以下几个步骤，首先，选择合适的病毒载体。
常用的病毒载体包括烟草花叶病毒（Tobacco Rattle Virus，TRV）和番茄花叶病毒（Tomato Bushy Stunt Virus，TBSV）等。
其次，构建含有目标基因RNA序列的病毒载体。
这一步通常通过分子克隆技术来实现，将目标基因RNA序列插入病毒载体的适当位置。
然后，将构建好的病毒载体导入植物细胞内。
最后，观察目标基因的表达情况，验证VIGS效果。
VIGS技术的优势在于其简单、高效、快速。
相比于传统的基因敲除技术，VIGS不需要构建转基因植物，也不需要等待多代植物的繁殖，能够在短时间内实现目标基因的沉默。
此外，VIGS技术还可以用于多种植物物种，具有较广泛的适用性。
然而，VIGS技术也存在一些局限性。
首先，VIGS诱导的基因沉默是暂时的，通常只能持续数周至数月。
其次，不同植物物种对VIGS的敏感性不同，有些植物物种对VIGS的效果较差。
此外，由于VIGS是利用病毒来传递RNA序列，存在一定的生物安全风险。
总的来说，VIGS技术作为一种快速、高效的植物基因沉默技术，为植物基因功能研究、抗病性育种等领域提供了重要工具。
随着对VIGS原理的深入研究和技术的不断改进，相信VIGS技术在未来会有更广泛的应用前景。
苏麦3号小麦穗部病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系的建立及验证
苏麦3号小麦穗部病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系的建立及验证吴磊;姜朋;张瑜;马鸿翔;张旭【摘要】为了探讨利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系在小麦穗部进行基因沉默的可行性,用大麦条纹花叶病毒诱导苏麦3号小麦穗部PDS基因的转录后沉默,再接种禾谷镰刀菌进行抗性鉴定.结果表明,与接种空载BSMV∶00的对照相比,接种BSMV∶PDS的小麦穗中PDS基因表达量下调了77% (P<0.05).接种BSMV∶00的小麦穗受到赤霉病菌侵染后,穗部平均病小穗数和DON毒素含量分别为2.75个和4.55 μg/g,与接种无菌水对照无显著差异(P>0.05).说明在苏麦3号穗部VIGS 系统中,通过接种病毒能使靶标基因沉默;接种赤霉病菌后,苏麦3号病小穗数和DON毒素含量不受接种病毒的影响,对赤霉病菌的抗性保持不变,建立的VIGS体系可以应用于小麦赤霉病抗性候选基因的功能分析.%Virus-induced gene silencing (VIGS) was performed in the spikes of wheat variety Sumai3 by constructing VIGS vectors and silencing PDS, in order to explore the feasibility of gene silencing by VIGS system in spikes of wheat.The results showed that the expression level of PDS in the spikes inoculated by barley stripe mosaic virus(BSMV)∶PDS was reduced by 77% in comparison with that by BSMV∶00 (P<0.05).After infection with Fusarium asiaticum, the average number of diseased spikelets and DON content were 2.75 and 4.55 μg/g,respectively, showing no significant difference with the control group (P>0.05).The results suggested that the VIGS system for spike enabled the target gene silencing.The number of diseased spikelets and accumulation of DON toxin in Sumai 3 were not affected by the virusinoculation, and the FHB resistance remained unchanged, indicating that the VIGS system for Sumai3 could be applied to functional analysis of candidate genes for wheat FHB resistance.【期刊名称】《江苏农业学报》【年(卷),期】2017(033)002【总页数】5页(P248-252)【关键词】小麦;赤霉病抗性;病毒诱导的基因沉默(VIGS)【作者】吴磊;姜朋;张瑜;马鸿翔;张旭【作者单位】江苏省农业科学院农业生物技术研究所/江苏省农业生物学重点实验室,江苏南京210014;江苏省农业科学院农业生物技术研究所/江苏省农业生物学重点实验室,江苏南京210014;江苏省农业科学院农业生物技术研究所/江苏省农业生物学重点实验室,江苏南京210014;江苏省农业科学院农业生物技术研究所/江苏省农业生物学重点实验室,江苏南京210014;江苏省农业科学院农业生物技术研究所/江苏省农业生物学重点实验室,江苏南京210014【正文语种】中文【中图分类】S512.103.2大麦条纹花叶病毒(Barley stripe mosaic virus, BSMV)诱导的基因沉默(Virus-induced gene silencing, VIGS)技术是通过构建靶标基因反向片段的重组病毒侵染植物，导致靶标基因局部双链RNA的形成，从而引发靶标基因的转录后沉默[1]。
中国番茄黄化曲叶病毒利用根吸收法诱导基因沉默(VIGS)的初步研究
中国番茄黄化曲叶病毒利用根吸收法诱导基因沉默(VIGS)的初步研究张召军;王晓彬;王慧;刘林;张心阁;何秀霞【摘要】以含硫黄素酶Su基因的中国番茄黄化曲叶病毒卫星DNA作为载体,通过冻融法将其转化到农杆菌中,利用根部吸收法进行农杆菌侵染,对农杆菌介导的病毒诱导基因沉默体系进行了优化,探讨对病毒诱导基因沉默效率的影响.结果显示以OD600值为1.5的含质粒pBinPLUS-2mβ-Su,pBinPLUS-1.7A的农杆菌菌液1∶1混合进行根部吸收法侵染22-25 d的番茄幼苗,目的基因Su沉默导致番茄幼苗出现光漂白现象,半定量RT-PCR检测目的基因Su mRNA被显著降解,该体系的建立有利于对植物基因进行高通量功能分析.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P143-146)【关键词】病毒诱导基因沉默;硫黄素酶Su基因;根吸收法【作者】张召军;王晓彬;王慧;刘林;张心阁;何秀霞【作者单位】长春理工大学生命科学技术学院,长春130022;长春理工大学生命科学技术学院,长春130022;长春理工大学生命科学技术学院,长春130022;长春理工大学生命科学技术学院,长春130022;长春理工大学生命科学技术学院,长春130022;长春理工大学生命科学技术学院,长春130022【正文语种】中文植物病毒侵染植物体后，植物将启动转录后基因沉默机制（Post-transcriptional gene silencing，PTGS）进行防御，随着病毒基因组的复制而沉默掉病毒的某些功能基因。
根据植物的这种防御机制，可对植物病毒进行改造，使其携带植物的内源性基因，随着PTGS的进行就可以将内源的同源基因沉默，从而引起植物表型变化，进一步根据表型变化来推测基因功能，这种利用病毒载体来使植物内源基因沉默的方法被称为病毒诱导的基因沉默（virus-induced gene silencing，VlGS）［1-4］。
植物生物技术-病毒诱导的基因沉默
设计合理的实验对
照
❖对于每个 VIGS 实验，都必须要有合适的对 照 来监控沉默的效果。阳性对照通常采用八 氢番 茄红素脱氢酶 (phytoene desaturase ， PDS) 基因的沉默，因为 PDS 沉默能引起沉默区域发生光漂白，并迅 速产生 可见的表型 (Kumagai 1995) 。实 验中，为 了说明病毒自身是否会引起表型， 还必须用空 病毒载体接种植物作为阴性对照 。另一方面， 阴性对照也可以显示接种技术 对植物生长的影 响。
virus,TMV) 、马铃薯 X 病毒 (potato virus X ， PVX) 、 番茄金色花叶病毒 (tomato golden mosaic virus ， TGMV) 、烟草脆裂病毒 (tobacco rattle virus ， TRV) 、卫星病毒 诱导的沉默 系 统 (satellitevirusinducedsilencing ystem ， SVISS) 、大 麦条状花叶病毒 (barley stripe osaic virus ， BSMV) 、甘 蓝缩叶病毒 (cabbage leaf
VIGS: virus- induced gene silencing
VIGS ： virus- induced gene silencing
是一种转录后基因沉默现像，可引起内源
mRNA 特异性降解。
在 病 毒 载体 中 插入 目 标基 因 片 段 ， 侵染寄主后，植 物 会表 现出 目 标基 因 功 能 丧失 或 表 达水 平下降的表型
1 ∶1混合 , 室温下放置 3 h 。选取 4 ～ 5 叶龄 的烟草小苗 , 将混合菌液用不带针头的 2 mL 注射器从背面注射渗入烟草叶片 , 使菌液充 满 整个叶片 , 每棵苗注射 2 片叶子。每个基 因每 次注射 12 株烟草 , 5 次重复。
病毒诱导的基因沉默.
病毒诱导的基因沉默摘要:病毒诱导基因沉默（Virus induced gene silencing ,VIGS）是近年发现的一种转录后基因沉默的现象，是快速鉴定植物基因功能的一种反向遗传学新技术，近年来成为植物基因功能研究的有力工具。
文章从病毒诱导基因沉默的发现、类型、作用机制、优势及不足、影响条件及对发展前景的展望等方面进行了综述。
关键词:病毒诱导的基因沉默；机制；应用；基因功能RNA介导的基因沉默(RNA- mediated gene silencing)是一种通过核酸序列特异性的相互作用来抑制基因表达的调控机制，它广泛存在于各种生物中,在植物中称为转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing , PTGS)[1]。
病毒诱导的基因沉默(Virus induced gene silencing ,VIGS)属于转录后的基因沉默，指携带植物功能基因cDNA 片段的重组病毒，在侵染植物体后诱导植物发生基因沉默而出现表型突变，可以通过植物表型或生理指标上的变化来反映该基因的功能.VIGS是20世纪90年代新兴的一种技术，发展迅速，已广泛应用于生物学诸多领域的研究。
1 VIGS的建立与发展VIGS一词最早出现于van Kammen[2]对病毒侵染后产生的回复现象的描述，现已成为描述应用重组病毒抑制内源基因表达的专门词汇[3]。
最早的VIGS体系采用的病毒载体是典型的RNA病毒。
1995年，Kumagai等人[4]在烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus，TMV)上插入了一段八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase，PDS) cDNA片段，当TMV重组病毒侵染烟草后，侵染植物的叶片变成白色，研究表明被感染植株产生的白化效应是因为PDS mRNA 水平显著降低引起的。
PDS是类胡萝卜素合成途径中的一个关键酶，而类胡萝卜素在植物中具有光保护的作用，类胡萝卜素合成途径被阻断导致植物光保护功能的丧失，从而引起白化效应。
基因沉默研究进展
基因沉默研究进展基因沉默研究进展摘要：基因沉默(gene silencing)是指生物体中特定基因由于种种原因不表达或者表达减少的现象。
基因沉默是基因表达调控的一种重要方式 ,是生物体在基因调控水平上的一种自我保护机制 ,在外源 DNA 侵入、病毒侵染和DNA 转座、重排中有普遍性。
对基因沉默进行深入研究,可帮助人们进一步揭示生物体基因遗传表达调控的本质,在基因工程中克服基因沉默现象,从而使外源基因能更好的按照人们的需要进行有效表达;利用基因沉默在基因治疗中有效抑制有害基因的表达 ,达到治疗疾病的目的 ,所以研究基因沉默具有极其重要的理论和实践意义[1]。
关键词：基因沉默，转录水平基因沉默，转录后水平基因沉默，病毒介导的基因沉默.基因沉默(gene silencing)是指生物体中特定基因由于种种原因不表达。
一方面,基因沉默是遗传修饰生物(genetically modified organisms )实用化和商品化的巨大障碍 ,另一方面 ,基因沉默是植物抗病毒的一个本能反应,为用抗病毒基因植物工程育种提供了具有较大潜在实用价值的策略—RNA介导的病毒抗性(RNA-mediated virus resistance ,RMVR)[2～4]。
基因沉默现象首先在转基因植物中发现，接着在线虫、真菌、水螅、果蝇以及哺乳动物中陆续发现。
基因沉默主要发生在两种情况，一种是转录水平上的基因沉默（transcriptional gene silencing, TGS）,另一种是转录后基因沉默（post- transcriptional gene silencing, PTGS）。
RNA干扰（RNA interference, RNAi）是近几年发展起来的转录后基因阻断技术，RNAi在2002年被Science评为全球十大科技突破之一,作为一种在细胞水平的基因敲除工具,RNAi 正在功能基因组学领域掀起一场革命[5]。
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Botanical Research 植物学研究, 2014, 3, 91-104Published Online May 2014 in Hans. /journal/br/10.12677/br.2014.33014Progress of Virus Induced Gene Silence(VIGS) System in the Studies of GramineaePlantHuanhuan Tian1, Rui Qin1, Hong Liu1, Qingyun Liu2, Gang Li1*1Engineering Research Centre for the Protection and Utilization of Bioresource in Ethnic Area of SouthernChina, College of Life Science, South-Central University for Nationalities, Wuhan2Hubei Xishui Agricultural Bureau, HuanggangEmail: *lglg863@Received: Mar. 5th, 2014; revised: Apr. 16th, 2014; accepted: May 2nd, 2014Copyright © 2014 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractVirus-induced gene silencing (VIGS) is a new kind of reverse genetic technique which has devel- oped in recent years. By transferring the recombinant virus vector containing the target gene into host plants to inhibit the expression of endogenous genes of plants, VIGS makes host plants show different phenotypes, such as loss of function or decline in the gene expression of the target gene.VIGS has the obvious advantages over the traditional technology: easy operation, without con- structing the transgenic plants, quickly obtaining the phenotype of gene silencing and so on. It has been used in studying functional genomics of plant widely nowadays. This article makes a descrip- tion of the mechanisms of VIGS, the process of operation, the factors that influence efficiency of si- lencing, and the application field of VIGS; then, this article will focus on available vectors, pro- gresses and prospects of Gramineous.KeywordsVirus-Induced Gene Silencing, VIGS Vector, Silence Efficiency, Gramineae病毒诱导基因沉默(VIGS)在禾本科植物中的研究进展田焕焕1，覃瑞1，刘虹1，刘清云2，李刚1**通讯作者。
1中南民族大学生命科学学院，南方少数民族地区生物资源保护与综合利用工程中心，武汉2湖北浠水县农业局，黄冈Email: *lglg863@收稿日期：2014年3月5日；修回日期：2014年4月16日；录用日期：2014年5月2日摘要病毒诱导基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)是近几年新发展起来的一种反向遗传学技术。
它是通过将含有目的基因的重组病毒载体导入到宿主植物中，抑制植物内源基因表达，使其表现出目标基因功能丧失或表达水平下降的表型，属于转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing, PTGS)。
与传统的技术相比，VIGS技术具有操作简便、无需构建转基因植株、能快速获得沉默表型等明显优点，现已被广泛应用于植物功能基因组学的研究。
本文对VIGS的作用机制、操作过程、影响沉默效率的因素、应用领域各个方面进行阐述，其中会对禾本科植物中的可用载体、研究进展、前景展望进行重点介绍。
关键词病毒诱导基因沉默(VIGS)，VIGS载体，沉默效率，禾本科1. 引言目前，对植物功能基因的研究主要是基于基因的超量表达、基因沉默或敲除的原理建立的，其中后者采用的方法主要是辐射、化学诱变、插入突变、RNA干扰(RNA interference, RNAi)等，而且RNAi技术已在禾本科植物中被证实是基因沉默最有效的技术之一，广泛应用于水稻、玉米等作物研究中。
常规的RNAi技术在功能基因组研究中，往往耗时耗力、较难得到稳定转化的植株，而瞬时表达的VIGS (virus-induced gene silencing, VIGS)技术可以克服传统技术的某些瓶颈，具有其独特的优势：快速、有效、高通量，无需构建转基因植株，因此VIGS技术在植物功能基因组研究中得到了广泛应用。
VIGS反应原本是植物体内抗病毒侵染的自然机制，可以阻止入侵病毒在植物细胞内的增殖和细胞间扩散。
该反应在抑制入侵病毒的同时，也会抑制与插入片段同源的植物内源基因的表达，属于一种PTGS 的类RNAi现象，普遍存在于植物体中[1]。
最早是在1990年，Napol和Stuitje分别在矮牵牛植株发现超量表达与粉色色素合成有关的查耳酮合成酶基因(CHS)[2]；随后在1992年，Romano和Maciano在粗糙脉孢菌中发现了转基因超量表达引起的目的基因的沉默现象[3]；在1995年，Kumagai等利用烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)作载体成功沉默烟草中的八氢番茄红素脱氢酶(Phytoene desaturase, PDS)基因标志了VIGS技术的产生[4]。
从此以后，VIGS技术就逐渐发展为快速高效研究基因功能的技术，尤其是在双子叶植物研究中。
目前，该技术在单子叶植物研究中的应用是较为欠缺的，主要原因是单子叶中可以使用的病毒载体较少。
而水稻、小麦等主要的粮食作物又多属单子叶中的禾本科，所以将VIGS技术更好的应用于禾本科就显得尤为重要。
下面将以禾本科植物为研究对象，从VIGS技术的作用机理、载体的选择、影响效率的因素等方面简要陈述，最后对VIGS技术的在禾本科中的研究进展及前景进行总结。
2. VIGS的作用机制2.1. 基本诱导机制VIGS反应的诱导因子同样是双链RNA (double-strand, dsRNA)，另外还需要两种关键酶：依赖于RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase, RDRP)和类Dicer酶(Dicer-like, DCL)，其中RDRP负责引导重组病毒的RNA形成dsRNA，DCL是一种RNaseIII酶，作用与动物体内RNAi中Dicer酶相同，都是对dsRNA进行切割。
当含有植物目标基因的重组病毒载体导入植物体后，先合成转基因的RNA，然后在RDRP酶作用下复制成dsRNA，继而引发PTGS反应。
DCL酶识别dsRNA并将其切割成21~23 nt的小干扰RNA (short-interfering RNA, siRNA)，基因沉默复合体(RNA-induced silencing comple, RISC)与siRNA结合，其中的RNase将双链siRNA降解为单链siRNA，然后RISC通过单链的siRNA对植物的mRNA进行扫描，找到互补序列并特异性降解，从而使植物体内的该基因在mRNA水平发生沉默[5]-[7]。
以上所述是VIGS反应的基本机制(图1)，但是这种反应往往具有局限性，仅在病毒侵染的特定部位起作用。
若以特异性的单链siRNA为模板，通过一定的途径合成双链siRNA，这样双链siRNA又能产生更多的活性单链siRNA，可以进一步增强目标基因的沉默效果；若siRNA在植物体内扩增后转移，就会引起远距离的目标特定基因沉默，甚至系统性地引起植物体全身各部分的基因沉默[8]。
2.2. 不同沉默载体间的差异目前，绝大多数的VIGS体系都是建立于本氏烟(Nicotianan benthamiana)，进而推广应用于其他物种。
而开发出来的沉默载体中主要是RNA病毒，少数为DNA病毒，以及基于两者的卫星载体，这三类载体的诱导机理又略有不同。
Figure 1. The basic induction mechanism of VIGS图1.VIGS的基本诱导机制2.2.1. RNA沉默载体VIGS体系中，应用的RNA病毒载体绝大多是(+)ssRNA，像马铃薯X病毒(Potato virus X, PVX)，豌豆早枯病毒(Peaearly browning virus, PEBV)，黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus, CMV)，烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus, TMV)，烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus X, TRV)，雀麦草花叶病毒(Brome mosaic virus, BMV)，大麦条纹花叶病毒(Barley stripe mosaic virus, BSMV)等。
其中，最早被开发利用的是TMV 和PVX 载体，但这两种病毒对宿主的致病症状较重，对基因沉默的时间短、效率低，且对顶端分生组织无效[9]-[14]。