植物基因工程抗虫抗病基因.ppt

将编码CMV复制酶的二个亚基的缺失的cDNA转入烟草，工程植株可抗500μg/ml的病毒或100μg/mlRNA的接种量。第101页,共136页，星期六，2024年，5月三、卫星RNA抗病毒原理应用存在问题第102页,共136页，星期六，2024年，5月卫星RNA：卫星RNA是多核苷酸，它们有时在其相伴病毒中被发现。它们按照相伴病毒的复制和传播机制，从一个植株传到别一个植株。它们不与其相伴病毒的核苷酸序列同源，对病毒的复制也不起作用。但是卫星RNA具有改变其相伴病毒的致病力的能力。第103页,共136页，星期六，2024年，5月1.抗病毒原理相应病毒侵入植物细胞，其卫星RNA被激活和放大，对病毒产生抗性。抗性水平不因病毒的接种量而降低。植物细胞中只要有低浓度的卫星RNA的转录体即可产生抗性。第104页,共136页，星期六，2024年，5月2.病毒卫星RNA的应用目前获得一些带有病毒卫星RNA的转基因植株。如，表达CMV和烟草环斑病毒（TRV）的卫星序列的转基因烟草植株。当被其相应的病毒侵染时，其发病症状减轻。第105页,共136页，星期六，2024年，5月3.存在问题只有少数植物病毒含有卫星RNA，限制了应用范围。卫星RNA有可能被其自然的病毒载体包装并释放到环境中。一个核甘酸的突变可能会造成严重病状，或病毒卫星RNA和植物卫星RNA重组，从而产生一种难以预料的病症。有些卫星RNA能够增强病毒的致病力。第106页,共136页，星期六，2024年，5月四、核糖体失活蛋白基因1.RIP分类2.RIP作用机理3.RIP基因的应用第107页,共136页，星期六，2024年，5月是一类能抑制蛋白质生物合成的蛋白，广泛存在于高等植物中，含量丰富。核糖体失活蛋白：

（ribosome-inactivatingprotein，RIP）第108页,共136页，星期六，2024年，5月１.RIP分类据结构可为2种类型：I型RIP：是单链碱性蛋白质。分子量约为30kD，带有或不带有糖基，但其生物活性都一样，都具有抑制无细胞蛋白质生物合成的作用,对完整细胞或动物呈无毒或低毒。II型RIP：是由A、B两条肽链通过二硫键组成的二聚体。分子量约为60kD。其A链与I型RIP同源呈酸性或碱性，是毒性分子，B链是凝集素，能结合到细胞膜表面并协助A链进入细胞。第109页,共136页，星期六，2024年，5月２.RIP作用机理RIP选择性作用于60S核糖体大亚基，抑制肽链延伸。大多数植物和细菌中的RIP是通过它的N一糖苷酶（N-g1ycosidase）活性来抑制蛋白质合成的功能。它特异地作用于28ＳrRNA的第4324位核苷酸的腺瞟呤与核糖之间的N一糖苷键，进行水解，除掉腺瞟呤，使核糖体失活，不能合成蛋白质。第110页,共136页，星期六，2024年，5月真菌中的RIP则通过其核酸酶（RNase）活性起作用，RIP专一水解真核细胞核糖体28ＳrRNA第4325和4326位核苷酸之间的磷酸二酯键。不同的RIP分别对于病毒、真菌和昆虫具有不同的抗性。能使植物获得广谱抗性。第111页,共136页，星期六，2024年，5月商陆抗病毒蛋白

(pokeweedantiviralprotein，PAP)抗植物和动物的多种不同病毒。现已分别从商陆的春叶、夏叶和种子中分离出三种PAP，分子量分别为29kD、30Kd、31kD。均不含糖的单链RIP。PAP抑制病毒，使病毒不能制造自身的蛋白，同时也不能利用寄主细胞的蛋白。第112页,共136页，星期六，2024年，5月３.RIP基因的应用Monsanto公司克隆了编码PAP的基因。通过农杆菌介导，把该基固导入烟草和马铃薯细胞，并获得了转基因植株。含高浓度的PAP（＞１0ng／mg蛋白）的转基因烟草植株生长发育缓慢，患叶斑病，而且败育。含较低浓度的PAP（1～5ng／mg蛋白）的植株生长正常。第113页,共136页，星期六，2024年，5月五、干扰素基因抗病毒原理干扰素基因的应用第114页,共136页，星期六，2024年，5月抗病毒原理干扰素是一类分子量小的蛋白质，能结合在细胞质膜上，并导致抗病毒态的形成。干扰素促进寡核苷酸合成酶、核酸内切酶和激酶的产生，导致抗病毒态。三种酶平时处于静止状态，当细胞被病毒感染后才活化，活化后通过两种不同途径来阻断蛋白质的合成。一是活化后的激酶将蛋白质合成过程中所需的起始因子磷酸化，使其丧失活性。二是由寡聚腺苷酸激活一种核酸内切酶，降解mRNA。干扰素作用特别强