百香果(Passiflora edulis)是一种多年生藤本植物,因其独特的口感和风味,及富含多种抗氧化物、维生素和矿物质而备受青睐。然而,由于缺乏简单高效的遗传学研究工具,其基因功能研究匮乏。2025年6月28日,76net必赢官网崔红光团队在植物学经典期刊《Plant Physiology》上发表了题为“A telosma mosaic virus-based vector for f-oreign gene expression and virus-induced gene silencing in passion fruit”的研究论文(论文链接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf281)。

病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术被广泛用于基因功能研究。夜来香花叶病毒(telosma mosaic virus, TelMV)是百香果中检出率极高的病毒。本研究基于TelMV开发了病毒介导的蛋白过表达载体(virus-mediated protein ove-rexpression, VOX)和病毒诱导的基因沉默载体(VIGS)。该载体具有Gateway体系的重组位点,将其命名为pTelMV-GW,可用于快速克隆相关基因。研究表明:1)该载体可作为VOX载体在百香果中系统且稳定地表达绿色荧光蛋白(green fluorescent protei-n, GFP)和细菌八氢番茄红素合成酶(bacterial phytoene synthase, CrtB)两种外源蛋白;2)可作为VIGS载体沉默百香果八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase, PDS)和镁螯合酶I亚基(magnesium chelatase subunit I , CHlI)两个基因,致使其出现光漂白和叶片变黄的表型,但其沉默效果不显著。随后,为了进一步优化该载体的沉默效果,利用课题组前期报道的弱毒疫苗R181K(Wang et al., 2024)构建pTelMV-R181K-GW载体,该载体相较于pTelMV-GW显著沉默了百香果PDS和CHlI基因(图1),沉默效率高达71%和89%,且沉默效果可持续至180天。综上,本研究首次开发了可用于百香果基因功能研究的VOX载体和VIGS载体,为后续百香果产量,农艺性状,抗病性等相关基因功能的研究提供重要工具。

图1:利用TelMV载体沉默百香果内源基因
76net必赢官网作物学博士生王小卿和秦丽为论文共同第一作者,必赢76net线路官网崔红光教授和戴兆基教授为共同通讯作者。中国热带农业科学研究院沈文涛研究员、美国密苏里州立大学邱文平教授参与研究。
崔红光课题组围绕热区作物(海南槟榔、百香果和黄灯笼等)重大Potyviridae病毒,开展病原诊断鉴定与检测、分子变异与进化、功能基因组学、弱毒疫苗研制和抗病新种质创制等研究。近年来团队负责人及成员以第一/通讯作者在权威学术期刊Annual Review of Virology(2019),PLoS Pathogens(2025, 2024),Plant Physiology(2025),Journal of Virology(2016, 2021, 2023, 2025),Pest Management Science(2024),Molecular Plant Pathology(2020),Current Opinion in Virology(2016),Plant Biotechnology Journal(2017),Plant Disease(2025)和Phytopathology(2019, 2021, 2023)等发表论文多篇。该成果也是热带农林生物灾害绿色防控教育部重点实验室近期取得的系列重要成果之一。本研究受到国家自然科学基金和海南省自然科学基金等项目资助。
(图文:戴兆基,审核:王睿)