第一个集成植物病毒载体工具箱研制成功

近日，中国农业科学院棉花研究所棉花功能基因组创新团队提出了将棉花叶皱缩病毒和烟草脆裂病毒转化为单质颗粒系统的“一体化双组分病毒使用策略”，并将其扩展为多功能一体化植物病毒载体工具箱，为基因功能和基因编辑研究提供了便利。相关研究成果在网上发表在植物通信中（Plant Communications）上。

据团队首席科学家、研究所研究员宋国立介绍，植物病毒表达载体在植物功能基因组学研究和分子设计育种中发挥着重要作用。目前，实验室中常用的植物病毒载体大多是双组分或多组分，它们的基因组被克隆成不同的颗粒，分别转化为均匀混合的农业细菌。这种传统的“混合细菌使用策略”增加了农业细菌操作的工作量，阻碍了农业细菌在高通量基因功能验证中的应用。

该研究首次提出了“一体化双组分病毒使用策略”，即将所有病毒组分放入单个粒子中，通过单个T-DNA传递，成功地沉默了病毒诱导的基因(VIGS)将双组分病毒系统转变为一体化系统，可以简化双组分病毒载体的使用，表现出与原始双组分病毒系统相似甚至更好的基因沉默效果。

同时，该研究创建了一套标准化的植物集成双组分病毒载体工具盒，可用于病毒诱导的基因沉默研究、病毒传导的过度表达、病毒辅助的瞬时表达和病毒传导的基因组编辑。该研究结果不仅为简化病毒载体的使用和开发提供了标准化解决方案，而且为高通量病毒传递技术的开发和应用提供了技术支持，有助于分子设计和育种研究。

该研究得到了2030年重大科技创新项目、国家棉花产业技术体系、河南省自然科学基金、南繁专项等项目的资助。中国棉花研究所/三亚中国农业科学院国家南繁研究所博士生郝云飞是本文的第一作者，宋国立和中国棉花研究所副研究员刘记是本文的共同通讯作者。