Summary

바이러스 유도 진 입을 (VIGS)에 Nicotiana benthamiana 토마토

Published: June 10, 2009
doi:

Summary

노크를 다운 유전자 표현의에 대한 바이러스 유도된 유전자 입을 (VIGS) 메서드에 대한 설명<em> Nicotiana benthamiana</em>, 토마토.

Abstract

RNA 간섭 (RNAi)는 dsRNA 1 트리거 높은 특정 유전자 입을 현상입니다. microRNAs, 비 단백질 코딩 유전자와 짧은 간섭 RNAS (siRNAs)에서 생산이 입을 메커니즘은 RNA의 규제의 두 가지 주요 클래스를 사용합니다. 식물은 transposons을 제어와 같은 꽃 기관 형성과 잎 개발 2,3,4으로 개발 프로세스를 통해 꽉 컨트롤을 발휘하는 RNAi를 사용합니다. 식물은 또한 바이러스에 의해 감염으로부터 자신을 방어하기 위해 RNAi를 사용합니다. 따라서, 많은 바이러스는 숙주 5 그들의 성공적인 식민지를 허용하도록 입을 유전자의 진압을 발전시켜 왔습니다.

바이러스 유발 유전자 입을 (VIGS)는 공장 RNAi – 중재 항바이러스 방어 메커니즘을 활용하는 방법입니다. 수정되지 않은 바이러스에 감염된 식물의 메커니즘은 특히 바이러스 게놈에 대해 타겟팅됩니다. 그러나, 호스트 유전자에서 파생 시퀀스를 들고 바이러스 벡터와 프로세스가 추가로 해당 호스트 mRNAs에 대해 타겟팅할 수 있습니다. VIGS이 플라스미드는 티, 전체 또는 입을를 대상으로 유전자 시퀀스의 일부를지고 재조합 바이러스를 통해 제공하는 식물 병원균 Agrobacterium tumefaciens의를 사용하여 공장에서 높은 처리량 기능 유전체학에 맞게 조정될 수 있습니다. 체계적 바이러스 확산과 내생 식물 RNAi 기계는 알아서. 대상 유전자에 해당하는 dsRNAs의 길이는 21-24 세포핵의 siRNAs로 ribonuclease의 주사위 놀이를하는 사람에 의해 만들어진 후 죽습 있습니다. 이 siRNAs는 궁극적으로 목표 성적 증명서 2 타락하는 RNA 유발 입을 복합 (RISC)를 안내입니다.

다른 벡터는 VIGS에 고용되어 있고 가장 자주 사용 중 하나가 담배 텅 바이러스 (TRV)를 기반으로합니다. TRV는 bipartite 바이러스 등, 두 개의 다른 A.로 tumefaciens의 변종은 VIGS에 사용됩니다. 하나는 pTRV2, 다른 하나는 코트의 단백질과 VIGS 6,7에 사용되는 순서를 항구 동안 복제 및 운동 바이러스 기능을 인코딩 pTRV1을 수행합니다. Nicotiana benthamiana과 유전자 입을의 변종 결과 모두의 혼합물과 함께 토마토 모종의 접종. photobleaching 원인 내생 phytoene desaturase (PDS) 유전자,의 입을는 VIGS 효율을위한 컨트롤로 사용됩니다. 그것은 지적되어야하지만, 토마토에 입을는 보통 N.보다 덜 효율적이다 benthamiana. 관심 유전자의 RNA 대본 풍부한는 항상 대상 유전자를 효율적으로 다운 – 규제되었음을 보장하기 위해 측정해야합니다. N.에서 그럼에도 불구하고, heterologous 유전자 시퀀스 benthamiana는 토마토와 반대 8 해당 orthologs을 침묵하는 데 사용할 수 있습니다.

Protocol

1 부 : 식물 입을 사용 N. benthamiana 공장은 2 주위해야 ½ 주 된 어느 cotyledons하고 처음 2 시간 – 4 사실 단풍이 등장했습니다. 팔일 게시물 출현, 진정한 단풍이 아직 등장하지 않은 – 토마토 (솔라넘 lycopersicum) 식물 7을 사용하고 있습니다. 2 부 : VIGS 1 일 각 실험, pTRV1을 품고 Agrobacterium tumefaciens의, pTRV2, pTRV2 – …

Discussion

바이러스 유발 유전자 입을은 빠른 반대로 유전자 화면을 허용하는 방법입니다. 그것은 T – DNA 또는 Arabidopsis와 옥수수 같은 특정 식물에서만 사용할 수 있습니다 transposon의 중재 유전자 노크 아웃의 생성을 방지합니다. 또한 공장 변환의 시간이 소요되는 과정을 circumvents하고 그들이 충분한 상동 10 또는 다른 호스트 대상 시퀀스가 입을 벡터 6, 11 창출 배열되어있다는 제공 …

Acknowledgements

우리는 원고에 대한 그녀의 귀중한 통찰력에 대한 박사 패트리샤 Manosalva 감사합니다. 기금은 국립 과학 재단 (National Science Foundation)의 식물 게놈 프로그램, 보너스 번호 DBI – 0605059에 의해 제공되었다.

References

  1. Voinnet, O. RNA silencing as a plant immune system against viruses. Trends Genet. 17, 449-459 (2001).
  2. Carrington, J. C., Ambros, V. Role of microRNAs in plant and animal development. Science. 301, 336-338 (2003).
  3. Chen, X. A microRNA as a translational repressor of APETALA2 in Arabidopsis flower development. Science. 303, 2022-2025 (2004).
  4. Palatnik, J. F. Control of leaf morphogenesis by microRNAs. Nature. 425, 257-263 (2003).
  5. Brigneti, G. Viral pathogenicity determinants are suppressors of transgene silencing in Nicotiana benthamiana. EMBO J. 17, 6739-6746 (1998).
  6. Liu, Y., Schiff, M., Dinesh-Kumar, S. P. Virus-induced gene silencing in tomato. Plant Journal. 31, 777-786 (2002).
  7. MacFarlane, S. A. Molecular biology of the tobraviruses. J. Gen. Virol. 80, 2799-2807 (1999).
  8. Senthil-Kumar, M. A systematic study to determine the extent of gene silencing in Nicotiana benthamiana and other Solanaceae species when heterologous gene sequences are used for virus-induced gene silencing. New Phytol. 176, 782-791 (2007).
  9. McCullen, C. A., Binns, A. N. Agrobacterium tumefaciens and plant cell interactions and activities required for interkingdom macromolecular transfer. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 22, 101-127 (2006).
  10. Rosebrock, T. R. A bacterial E3 ubiquitin ligase targets a host protein kinase to disrupt plant immunity. Nature. 448, 370-374 (2007).
  11. Miki, D., Itoh, R., Shimamoto, K. RNA silencing of single and multiple members in a gene family of rice. Plant Physiol. 138, 1903-1913 (2005).
  12. Voinnet, O. Use, tolerance and avoidance of amplified RNA silencing by plants. Trends Plant Sci. 13, 317-328 (2008).
  13. Ekengren, S. K., Liu, Y., Schiff, M., Kumar-Dinesh, S. P., Martin, G. B. Two MAPK cascades, NPR1, and TGA transcription factors play a role in Pto-mediated disease resistance in tomato. Plant J. 36, 905-917 (2003).
  14. Liu, E., Page, J. E. Optimized cDNA libraries for virus-induced gene silencing (VIGS) using tobacco rattle virus. Plant. Methods. 4, 5-5 (2008).

Play Video

Cite This Article
Velásquez, A. C., Chakravarthy, S., Martin, G. B. Virus-induced Gene Silencing (VIGS) in Nicotiana benthamiana and Tomato. J. Vis. Exp. (28), e1292, doi:10.3791/1292 (2009).

View Video