关键词:
RNA干扰
病毒诱导基因沉默
寄主诱导基因沉默
喷雾诱导基因沉默
跨界RNAi
基因沉默
双链RNA
病虫害防治
摘要:
RNA干扰(RNA interference, RNAi)是一种由双链RNA (double-stranded RNA, dsRNA)介导,具有序列特异性的基因沉默机制,广泛存在于真核生物中。其分子机制主要包括dsRNA的加工、小干扰RNA (small interfering RNA, siRNA)或微RNA (microRNA, miRNA)的生成,以及RNA诱导沉默复合体介导的靶mRNA的特异性降解或翻译抑制。基于该机制的RNAi技术已成为植物功能基因组学研究的强大工具,并在作物抗病虫遗传改良与绿色防控领域展现出巨大潜力。本文系统综述了RNAi的发现历程、分子机制及其应用,重点探讨其三大核心应用:病毒诱导基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)利用工程化病毒载体实现寄主基因的瞬时沉默,为植物基因功能研究提供了高效手段;寄主诱导基因沉默(host-induced gene silencing, HIGS)通过植物体内表达的RNAi分子靶向沉默病原体或者害虫的关键基因,旨在培育具有对真菌、病毒及害虫持久抗性的转基因作物;喷雾诱导基因沉默(spray-induced gene silencing, SIGS)作为一种非转基因策略,通过喷施设计的靶向dsRNA,经靶标病原体或害虫摄取后抑制其关键基因表达,从而干扰其侵染/为害过程,为病虫害防控提供了一种环境友好的新型策略。未来,RNAi技术的进一步发展有望得益于合成生物学、人工智能与纳米递送系统的深度融合,以优化靶标设计、提升沉默效率并降低脱靶风险。随着关键技术的突破与应用瓶颈的克服,RNAi在推动植物科学研究和实现可持续农业发展方面具有广阔的应用前景。