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近些年来,随着生物信息学、结构和功能基因组学研究的不断深入,利用病毒载体在植物中表达外源基因已经成为了生命科学领域的研究热点之一。随着载体构建策略的不断完善,多种病毒已被用于构建不同类型的载体,从而表达各种不同目的的外源基因,而最有价值的用途是用于商业化生产一些蛋白质或多肽,尤其是利用植物病毒作为表达载体系统生产疫苗或药用蛋白。本研究中所利用的病毒载体是马铃薯X病毒载体(Potato virus X,PVX),它具有转化途径简单、可快速得到高拷贝的外源基因等优点,因此,近年来无论在基础研究上还是应用研究上都得到了广泛的重视。 农杆菌介导的瞬时表达体系是一种在植物中快速、大量表达基因的实用系统。本研究运用了该系统以大麦黄矮病毒(Barley Yellow Dwarf Virus, BYDV)的运动蛋白(Movement Protein, MP)为研究对象,建立了以农杆菌转化和渗透注射技术为基础的植物病毒载体介导的外源基因表达的技术体系,对外源基因的表达进行了初步的检测分析,并获得了较好的实验结果。研究以BYDV-PAV的全长cDNA为模板,根据Genebank中登记的BYDV-MP的基因序列设计引物,通过PCR扩增得到目的基因片段BYDV-MP,然后定向克隆到马铃薯X病毒载体pGR107上,得到了重组的马铃薯X病毒载体,然后电击转化农杆菌,利用农杆菌渗透注射技术注射到烟草叶片,分析了外源基因BYDV-MP在植物体内的瞬时表达状况。 研究结果:农杆菌渗透注射后第七天观察,重组病毒载体侵染的烟草系统叶有病毒侵染症状,而对照组未有此现象。对两组实验进行逐日跟踪观察,重组病毒载体侵染的烟草有较严重的病毒侵染症状和叶片卷曲现象,后期还会引起注射叶及系统叶的坏死。而空病毒载体侵染的烟草只有轻微的病毒侵染症状,并能够恢复健康。对侵染的烟草作RT-PCR检测,结果表明外源基因BYDV-MP在烟草体内进行了正常的转录和表达。由此我们得出结论:(1)BYDV-MP蛋白促进了 PVX的系统侵染速度,加重了系统侵染的病毒症状,是病毒病症的决定因子;(2)由于BYDV-MP侵染导致烟草叶片卷曲、形态异常及生长抑制等现象,表明BYDV-MP影响了被侵染植株的正常发育,但是其作用的分子机制还有待进一步的实验验证;(3)此外,还验证了利用PVX表达载体表达异源MP的方法是可行的。 本研究建立了马铃薯X病毒表达外源蛋白的技术体系,在野生烟草中表达了大麦黄矮病毒的运动蛋白基因,这为进一步研究BYDV的MP蛋白功能奠定了基础,同时也对应用BYDV-MP蛋白基因介导的抗病毒基因工程的研究具有重要的意义。