摘 要：RNA干擾（RNA interference，RNAi）是一種重要的基因沉默現(xiàn)象，已經(jīng)被應(yīng)用于植物的育種研究中。本文主要綜述了植物RNAi技術(shù)的特點(diǎn)、作用機(jī)制，以及RNAi技術(shù)的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物與食品安全。

關(guān)鍵詞： RNA干擾；植物；食品安全

自從轉(zhuǎn)基因作物出現(xiàn)以來，對(duì)轉(zhuǎn)基因食品安全性的爭(zhēng)論便從未中斷，國(guó)內(nèi)外關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品安全性的爭(zhēng)論也越來越激烈。在各種爭(zhēng)論聲中，研究者們發(fā)現(xiàn)了一種RNA干擾（RNAi）現(xiàn)象，該現(xiàn)象普遍存在于動(dòng)物和植物中，是一種古老的且進(jìn)化上高度保守的基因調(diào)節(jié)機(jī)制，RNAi是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的一種重要防御機(jī)制，具有特異性、高效性、穩(wěn)定性、不改變植物原有基因組遺傳信息及轉(zhuǎn)基因后不在植物體內(nèi)表達(dá)蛋白質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。

一、植物RNAi的特點(diǎn)

1.高特異性：RNAi具有很高的特異性，只能降解與其序列相應(yīng)的單個(gè)內(nèi)源基因的mRNA，對(duì)于其它不相關(guān)基因序列的表達(dá)無任何干擾作用。

2.高穩(wěn)定性和位置效應(yīng)：siRNA分子是3′端有突出的非配對(duì)堿基的雙鏈分子，在細(xì)胞內(nèi)可穩(wěn)定存在3～4 d，半衰期遠(yuǎn)長(zhǎng)于反義寡聚核苷酸；RNAi還具有對(duì)靶mRNA的切割位點(diǎn)的準(zhǔn)確性和高穿透性等特點(diǎn)。

3.高效性和放大效應(yīng)：植物中的RNAi具有高效性，即RNAi抑制內(nèi)源基因的表達(dá)具有很高的效率，抑制內(nèi)源基因表達(dá)的程度可以達(dá)到缺失突變體表型的程度；通過研究發(fā)現(xiàn)，在植物RNAi途徑中一個(gè)DSRNA可以被切割為多個(gè)siRNA，并且siRNA及RISC是可以重復(fù)使用的，也就是說少量dsRNA分子或siRNA就能使大量的內(nèi)源目的基因沉默，這種沉默現(xiàn)象叫做 RNAi的放大效應(yīng)。

4.可傳播性和遺傳性：有研究表明，植物RNAi導(dǎo)致的基因沉默效應(yīng)能通過植物分子運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)散。Palauqui等研究發(fā)現(xiàn)，將用RNAi處理成功的基因沉默的植物，通過嫁接的方式連接到被RNAi處理的寄主植株上，發(fā)現(xiàn)寄主植株上發(fā)生了RNAi現(xiàn)象。

二、植物RNAi基因沉默作用機(jī)制與途徑

1.轉(zhuǎn)錄后基因沉默的作用機(jī)制：在轉(zhuǎn)錄后基因沉默的作用機(jī)制中，導(dǎo)入生物體內(nèi)的或內(nèi)源性轉(zhuǎn)錄生成的dsRNA被酶切割成21～25bp的siRNA，siRNA是短雙鏈RNA，siRNA進(jìn)一步與Argonaute家族蛋白等結(jié)合，形成沒有活性的RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物（RISC），再將沒有活性的RISC變成有活性的RISC，最后由有活性的RISC與靶mRNA分子互補(bǔ)結(jié)合，達(dá)到引起同源性靶mRNA分子被降解。并且在酶的作用下形成siRNA之后，植物體內(nèi)還存在一種RNA依賴的RNA聚合酶（RdRP），該物質(zhì)能發(fā)生類似于PCR反應(yīng)的RNA聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，形成新的dsRNA，新形成的dsRNA被酶再次切割形成新的siRNA，新的siRNA能繼續(xù)作用于靶mRNA，使靶mRNA降解。

2.轉(zhuǎn)錄水平基因沉默的作用機(jī)制：轉(zhuǎn)錄水平基因沉默是發(fā)生在基因組水平上，這一過程在植物中又被叫做RNA指導(dǎo)的DNA甲基化，該過程是植物中的dsRNA介導(dǎo)的細(xì)胞核內(nèi)RNAi途徑。

3.miRNA介導(dǎo)的內(nèi)源性mRNA沉默調(diào)節(jié)機(jī)制：miRNA（microRNA）是真核生物中廣泛存在的一類調(diào)節(jié)性小分子RNA，它與siRNA不一樣，它是單鏈RNA，長(zhǎng)度為19-25bp。miRNA基因首先由RNA聚合酶II（Pol II）轉(zhuǎn)錄成較長(zhǎng)的初級(jí)miRNA，稱為primary-miRNA，然后primary-miRNA在細(xì)胞核內(nèi)被DCL1剪切成雙鏈體miRNA，雙鏈體miRNA經(jīng)HEN1甲基轉(zhuǎn)移酶作用下將3`端甲基化修飾后被送到細(xì)胞質(zhì)當(dāng)中。在細(xì)胞質(zhì)中成熟的miRNA與AGO1作用形成RISC，RISC通過與靶位點(diǎn)堿基互補(bǔ)來指導(dǎo)靶mRNA的剪切或抑制其翻譯而且植物中miRNA多與靶mRNA完全互補(bǔ)，能直接導(dǎo)致同源靶mRNA降解。

4.植物RNAi作用的過程：在植物體內(nèi)，RNAi作用的過程可以分為以下幾步：（1）在細(xì)胞核內(nèi)，由正義mRNA和反義的mRNA結(jié)合成dsRNA；（2）dsRNA被屬于RNase類的Dicer酶或DCL酶切割，形成siRNA；（3）siRNA或者miRNA能有Argonaute等蛋白結(jié)合形成RISC，RISC與靶mRNA結(jié)合；（4）RISC將mRNA降解，達(dá)到基因沉默的效果；（5）釋放的siRNA在RdRP的作用下，能以自身為引物，以mRNA為模版，合成新的dsRNA，然后降解mRNA。

三、RNAi技術(shù)的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物與食品安全

人們認(rèn)為轉(zhuǎn)基因食品不安全來源于它的基因序列被人為改變，會(huì)對(duì)人身體存在潛在的危害。但是，天然的食品也不就是安全食品，例如牛奶、花生、大豆、魚、蝦、雞蛋等對(duì)不同體質(zhì)的人來說，都可能是致敏源，引起過敏反應(yīng)。一些蔬菜水果等，在不同的搭配混合食用后，也會(huì)產(chǎn)生毒素。而利用RNAi技術(shù)對(duì)作物進(jìn)行遺傳改造，外源基因在轉(zhuǎn)基因植株內(nèi)不會(huì)表達(dá)外源蛋白，對(duì)作物的營(yíng)養(yǎng)成分也沒有任何影響，故不會(huì)增加過敏蛋白，引入新的致敏源。

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作者簡(jiǎn)介：張蕾（1981-），女，遼寧阜新人，農(nóng)藝師（碩士研究生），植物學(xué)專業(yè)，現(xiàn)任職于沈陽市農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)總站重金屬含量測(cè)定及檢測(cè)技術(shù)研究。