本技术涉及一种刺山柑PDS基因的VIGS沉默体系及其构建方法和应用,属于植物基因工程领域。该体系利用特异性核苷酸片段沉默刺山柑PDS基因,序列编号为SEQ ID NO.1。通过将该核苷酸片段连接至pTRV2载体,构建得到pTRV2:CsPDS载体,实现刺山柑PDS基因的VIGS沉默。实验结果表明,沉默后的本氏烟草叶片中PDS基因表达量显著降低,叶片出现白斑白化现象。该体系具有低成本、短周期、易操作、高效率的特点,可用于刺山柑功能基因的初步筛选和鉴定。
背景技术
刺山柑(Capparis spinosa L.)为山柑科(又称白花菜科)山柑属植物,又名野西瓜等,主要分布在新疆、西藏、甘肃等地。新疆的刺山柑多生长在荒漠、戈壁、沙地、石质山坡及山麓等极端环境,是生命力强、防风固沙的环境友好型植物。刺山柑有较高的药用价值,其主要活性成分为生物碱类、黄酮类以及硫苷类,是维吾尔族习用药材。现代药理研究表明,刺山柑具有显著的抗炎镇痛、抗氧化、抗肿瘤,以及改善高血糖、高血脂、皮肤纤维化和椎间盘退变等作用,具有很好的应用价值和发展前景。
为了更好地研究刺山柑有效成分的合成、调控以及其优良的抗逆功能,需要对其重要功能基因的验证及作用机制等进行研究。目前关于刺山柑的研究主要集中在有效成分的化学分析上,而分子生物学的报道较少。通过基因组、转录组测序技术能获得重要的基因信息,但缺少遗传转化体系无法进行基因功能验证。病毒介导的基因沉默(virus-inducedgene silencing,VIGS)是以病毒为载体侵染植株,发生转录后水平的基因沉默,从而对目的基因功能研究的技术,具有高效沉默效率,快速鉴定功能,实验周期短、成本低等优势,已应用于多种植物进行基因功能验证,但该体系目前未在刺山柑建立和应用。
八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)是植物类胡萝卜素生物合成和光合作用中关键限速酶之一,该基因的沉默会导致植物中产生光保护色素的类胡萝卜素代谢途径受阻,叶绿素分子因失去保护被光氧化降解,从而使得植物的绿色部分呈现光漂白的表型,因此PDS基因常作为植物VIGS基因沉默体系中的报告基因来反映基因沉默效率。
实现思路