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双生病毒(Geminiviruses)是一类基因组为环状单链DNA的植物病毒,可以对世界范围内的许多重要经济作物引起毁灭性病害,给人们带来巨大的经济损失,双生病毒得名于它们病毒颗粒的特殊形态,由两个不完整的二十面体组成双联体结构,一般由昆虫介体传播。DNA甲基化是一类非常重要表观遗传修饰,指在甲基转移酶的催化下,从特定供体上,将甲基转移到特定的碱基上的过程。主要发生在真核生物中胞嘧啶的第五位碳原子上。DNA甲基化在转录水平基因沉默介导的防御外源DNA入侵中发挥重要作用。 本研究选取5个在病毒防御途径中起到重要作用的基因构建超表达载体,使用农杆菌介导的植物转基因转入本氏烟,每个基因都获得了若干株系,其中三个基因为甲基化酶的编码基因,目的基因所编码的三个甲基化酶分别是:建立从头甲基化的结构域重排甲基化酶 DOMAINS REARRANGED METHYLTRANSFERASE2(DRM2),分别维持对称的CG、 CNG位点和不对称位点 CHG上的甲基化的DNA METHYLTRANSFERASE1(MET1)、植物特有的甲基化维持蛋白CHROMOMETHYLASE3(CMT3),其余两个基因是组蛋白H3的编码基因和RNA依赖性RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RDR)家族中的RDR6的编码基因。同时,将五个目的基因与GFP片段融合后插入在载体中,使用农杆菌介导的基因瞬时表达技术,在本氏烟中瞬时表达目的基因与GFP的融合蛋白,完成这五个基因在植物中的亚细胞定位,并使用农杆菌介导的植物转基因技术转入本氏烟,便于后续实验中对目的基因功能的分析。组蛋白H3基因可与双生病毒的多个蛋白互作,拟南芥中H3基因的突变没有明显表型,但本次实验中超表达H3基因的本氏烟株系显示出非常有趣的表型。非洲木薯花叶病毒(African cassava mosaic virus,ACMV),属于双生病毒科,菜豆金色花叶病毒属。ACMV病毒的侵染性克隆摩擦接种野生型本氏烟和超表达DRM2转基因烟草,接种后17天采集发病植物的病枝叶,同时提取植物基因组和RNA,检测发病植物中DRM2基因的表达量与 ACMV病毒的积累量。发现,转基因株系中的DRM2表达量远远高于野生型本氏烟,病毒的积累量明显低于野生型本氏烟,充分说明DRM2基因对病毒的复制增殖起到了一定的抑制作用。