分子育种之RNA干涉

作者杜文明，中国农业科学院作物科学研究所

植物经常遭受病毒侵害，但是植物学家发现曾经被温和非致病病毒侵染过的植物能够抵御另一种相近的强致病病毒入侵。这种现象和近年来发现的RNA干涉（RNAi）相关。

RNAi是多种生物采用的一种古老“自我防卫”方法。最初科学家在线虫发现双链RNA (dsRNA)能够诱导序列特异基因沉默的RNAi现象。这使得RNAi成为一种了解基因功能的强大工具，当然，RNAi还具有更多的“天然功能”。

RNAi是利用RNA序列特异匹配，专一的识别靶基因，抑制靶基因表达的现象。小RNA如果要识别目标基因，需要匹配靶标基因序列，因此引发基因沉默的小RNA与靶基因具有同源序列。在沉默基因的过程中，小RNA需要“搭载”RNA降解复合体，而组成复合体的蛋白在多数生物中是保守、相似的。经过系统信号传播，这个沉默信号还会得到放大，使得RNAi技术作为一种工具在农作物改良中得到广泛应用。

目前，RNAi技术已经在科学研究获得了巨大成功。如利用RNAi技术研究基因功能，通过构建RNAi库，利用转基因筛选、鉴定目标基因。胡波等利用RNAi技术，筛选、鉴定出拟南芥抗病虫基因JAV1，通过沉默JAV1基因，激活防御基因，使得转基因拟南芥植株对害虫、病原菌感染、逆境胁迫表现出更高的抗性。

当然，RNAi技术也已经在作物品质改良研究中获得了成功。通过转基因技术，结合RNA识别序列的特异性，在植物中表达识别品质相关基因、病毒基因或昆虫基因的双链RNA，专门针对性地抑制作物品质、病菌、昆虫的相关重要基因表达，从而达到增强植物抗病虫的能力。目前已经在水稻、小麦、大豆等多种作物中获得成功。如利用RNAi技术，在转基因植物中表达抑制棉铃虫P450加氧酶基因CYP6AE14的双链RNA，可以有效抑制棉铃虫对棉酚的耐受性，导致棉铃虫生长缓慢。在小麦中表达抑制蚜虫肠道基因的双链RNA，可以抑制蚜虫的发育、繁殖率和增加死亡率等，对蚜虫天敌寄生蜂则无害。

总之，RNAi技术已经逐渐表现出其强大的应用价值，随着对RNAi作用机理进一步的研究，相信该技术将在作物育种发挥越来越重要的作用。