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番茄作为一种重要的经济作物,在世界范围内广泛种植。而番茄病毒病严重限制了番茄的质量与产量。目前对番茄病毒病的主要防治措施有培育抗性品种和使用化学药剂,但是效果均不理想。RNA干扰(RNAi)是由双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)引起的序列特异性沉默,它是真核生物中常见的抵抗外源核酸入侵的防御机制。借助基因工程的方法,将含有病毒基因的RNAi载体转化植物,能够获得高抗植物病毒病的转基因植株。但公众对转基因作物安全性的担忧,限制了抗病毒转基因植物的推广应用。开发新的更加安全有效的RNAi载体应用方法有着重要的应用价值和现实意义。RNAi疗法(RNAi therapy)是指通过局部表达某病原的双链RNA,阻断RNA表达蛋白质,治疗相关的疾病的方法。而且RNAi产生的小分子干扰RNA(small interference RNA,siRNA)具有可传递性,因此可以实现系统的基因沉默,类似疫苗的作用,亦可称为“siRNA疫苗”。本研究,在分离鉴定了番茄上主要病毒的基础上,借鉴于“RNAi疗法”的原理,体外构建含多种番茄病毒功能基因的RNAi载体(在植物中表达后可产生针对多种病毒的siRNA),以农杆菌为介体局部接种番茄,研究其介导的对番茄病毒病的抗性。主要的研究结果与结论如下:1、山东省与辽宁丹东番茄病毒病的鉴定利用9种病毒的特异性检测引物,检测了来自于山东省内及辽宁丹东等地的400份番茄样品,发现了番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)、番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,ToCV)、番茄斑萎病毒(Tomato spot wilt virus,TSWV)、番茄花叶病毒(Tomato mosaic virus,ToMV)4种病毒。山东省检出率最高的是TYLCV,为73.60%;其次是ToCV,检出率为48.80%;TYLCV与ToCV混合侵染率为36.60%。辽宁丹东ToMV检出率最高,为55.00%,TSWV、TYLCV、ToCV的检出率分别为28.00%、8.00%、3.00%;TYLCV、ToCV、ToMV共同侵染率为7.00%,TYLCV与ToMV共同侵染率14.00%。上述结果表明山东省内番茄主要病毒为TYLCV与ToCV,辽宁丹东的主要病毒是ToMV与TSWV。2、烟草花叶病毒(TMV)“siRNA疫苗”的功效检测为了确定“siRNA疫苗”的抗病毒功效,我们利用实验室早期构建的TMV“siRNA疫苗”对本生烟进行局部接种(灌根、喷施),然后接种TMV,发现处理组荧光强度显著低于对照组,TMV CP基因表达量显著低于对照组。Northern Blot发现,局部接种部位和系统叶中均产生了dsRNA与siRNA。上述结果说明“siRNA疫苗”具有抗病毒的功效。3、番茄主要病毒“siRNA疫苗”载体的构建通过网站预测番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)与番茄褪绿病毒(ToCV)的外壳蛋白(Coat Protein,CP)和运转蛋白(Movement Protein,MP)基因中siRNA产生位点,以检出病毒的番茄叶片所提取的总DNA与RNA为模板,通过重叠PCR技术,成功构建了分别包含TYLCV与ToCV的CP基因和MP基因片段的RNAi载体,并将其导入了根癌农杆菌GV3101,繁殖保存。4、番茄主要病毒“siRNA疫苗”的室内抗病毒测定为验证构建的“siRNA疫苗”载体对番茄病毒病的防效,我们研究了源于病毒不同功能基因的载体、不同菌液浓度及不同处理方式对番茄病毒防控效果的影响。结果显示,源于病毒CP基因的疫苗对病毒的防效优于MP基因疫苗;菌液浓度在OD600为1.5的时候防控效果最佳;喷施处理短期效果更好,灌根的效果更加持久,而且两种处理方式一起使用防控效果可以叠加。5、番茄主要病毒“siRNA疫苗”的田间防效测定将两种功能基因的“siRNA疫苗”载体混合发酵后采用喷施加灌根的方法进行田间试验,并使用8%宁南霉素作为阳性对照,清水作为空白对照,在最后一次处理后10 d观察并计算病情指数。统计结果显示,“siRNA疫苗”对病毒的防效达55%-60%。