近日，中國農業科學院棉花研究所棉花功能基因組創新團隊創新提出了一種“一體化的雙組分病毒使用策略”，將雙質粒系統的棉花葉皺縮病毒和煙草脆裂病毒改造為單質粒系統，并將其拓展成為一個多功能的一體化植物病毒載體工具盒，為基因功能和基因編輯研究提供了便利。相關研究成果在線發表在《植物通訊》（Plant Communications）上。
一體化植物病毒載體工具盒在棉花及其近源物種中的作用效果（病毒誘導的基因沉默研究）。中國農科院棉花研究所供圖
據團隊首席科學家、該所研究員宋國立介紹，植物病毒表達載體在植物功能基因組學研究和分子設計育種方面發揮了重要作用。目前，實驗室常用的植物病毒載體多為雙組分或多組分，其基因組被克隆到不同的質粒中，分別轉化農桿菌均勻混合后使用。這種傳統的“混菌使用策略”增加了農桿菌操作的工作量，阻礙了其在高通量基因功能驗證中的應用。
該研究首次提出了一種“一體化的雙組分病毒使用策略”，即將所有病毒組分置于單一質粒中并通過單一T-DNA進行遞送，成功將病毒誘導的基因沉默(VIGS)的雙組分病毒系統改造為了一體化系統，可以簡化雙組分病毒載體的使用，并表現出與原始雙組分病毒系統類似甚至更好的基因沉默效果。
同時，該研究創制了一套標準化的植物一體化雙組分病毒載體工具盒，可以用于病毒誘導的基因沉默研究、病毒介導的過表達、病毒輔助的瞬時表達和病毒介導的基因組編輯等。該研究結果不僅為病毒載體的簡化使用和開發提供了標準化方案，也為高通量病毒遞送技術的發展應用提供了技術支撐，助力分子設計育種研究。
該研究得到了科技創新2030重大項目、國家棉花產業技術體系、河南省自然科學基金、南繁專項等項目資助。中棉所/三亞中國農業科學院國家南繁研究院在讀博士研究生郝云飛為該論文第一作者，宋國立和中棉所副研究員劉記為該論文的共同通訊作者。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101379
