Park, Sang-Ho;Choi, Hoseong;Kim, Semin;Cho, Won Kyong;Kim, Kook-Hyung
The Plant Pathology Journal
/
v.32
no.4
/
pp.371-376
/
2016
Grapevine Algerian latent virus (GALV) is a member of the genus Tombusvirus in the Tombusviridae and infects not only woody perennial grapevine plant but also herbaceous Nicotiana benthamiana plant. In this study, we developed GALV-based gene expression and virus-induced gene silencing (VIGS) vectors in N. benthamiana. The GALV coat protein deletion vector, pGMG, was applied to express the reporter gene, green fluorescence protein (GFP), but the expression of GFP was not detected due to the necrotic cell death on the infiltrated leaves. The p19 silencing suppressor of GALV was engineered to inactivate its expression and GFP was successfully expressed with unrelated silencing suppressor, HC-Pro, from soybean mosaic virus. The pGMG vector was used to knock down magnesium chelatase (ChlH) gene in N. benthamaina and the silencing phenotype was clearly observed on systemic leaves. Altogether, the GALV-derived vector is expected to be an attractive tool for useful gene expression and VIGS vectors in grapevine as well as N. benthamiana.
Alternanthera mosaic virus (AltMV) is a member of the genus Potexvirus which has been known for less than twenty years, and has been detected in Australasia, Europe, North and South America, and Asia. The natural host range to date includes species in at least twenty-four taxonomically diverse plant families, with species in at least four other families known to be infected experimentally. AltMV has been shown to differ from Potato virus X (PVX), the type member of the genus Potexvirus, in a number of ways, including the subcellular localization of the Triple Gene Block 3 (TGB3) protein and apparent absence of interactions between TGB3 and TGB2. Differences between AltMV variants have allowed identification of viral determinants of pathogenicity, and identification of residues involved in interactions with host proteins. Infectious clones of AltMV differing significantly in symptom severity and efficiency of RNA silencing suppression have been produced, suitable either for high level protein expression (with efficient RNA silencing suppression) or for Virus-Induced Gene Silencing (VIGS; with weaker RNA silencing suppression), demonstrating a range of utility not available with most other plant viral vectors. The difference in silencing suppression efficiency was shown to be due to a single amino acid residue substitution in TGB1, and to differences in subcellular localization of TGB1 to the nucleus and nucleolus. The current state of knowledge of AltMV biology, including host range, strain differentiation, host interactions, and utility as a plant viral vector for both protein expression and VIGS are summarized.
We developed a reassortant RNA virus vector derived from $Cucumber$$mosaic$$virus$ (CMV), which has advantages of very wide host range and can efficiently induce gene silencing in a few model plants. Certain CMV isolates, however, show limited host ranges presumably because they naturally co-evolved with their own hosts. We used a reassortant comprised of two strains of CMV, Y-CMV and Gn-CMV, to broaden the host range and to develop a virus vector for virus-induced gene silencing (VIGS). Gn-CMV could infect chili pepper and tomato more efficiently than Y-CMV. Gn-CMV RNA1, 3 and Y-CMV RNA2-A1 vector were newly reconstructed, and the transcript mixture of RNA1 and 3 genomes of Gn-CMV and RNA2 genome of Y-CMV RNA2 containing portions of the endogenous phytoene desaturase (PDS) gene (CMV2A1::PDSs) was inoculated onto chili pepper (cv. Chung-yang), tomato (cvs. Bloody butcher, Tigerella, Silvery fir tree, and Czech bush) and $Nicotiana$$benthamiana$. All the tested plants infected by the reassortant CMV vector showed typical photo-bleaching phenotypes and reduced expression levels of $PDS$ mRNA. These results suggest that the reassortant CMV vector would be a useful tool for the rapid induction of the RNA silencing of endogenous genes in chili pepper and tomato plants.
Sohn, Seong-Han;Huh, Sun-Mi;Kim, Kook-Hyung;Park, Jin-Woo;Lomonossoff, George
The Plant Pathology Journal
/
v.27
no.4
/
pp.310-314
/
2011
Nonstructural protein 3 (NS3) encoded by RNA3 of Rice stripe virus (RSV), known to be a suppressor of gene silencing, was cloned and sequenced. The cloned NS3 gene is composed of 636 nucleotides encoding 211 deduced amino acids, and showed a high degree of similarity with the equivalent genes isolated from Korea, Japan and China. The NS3 gene promoted the enhancement of transient gene expression and suppressed transgene co-silencing. In the transient GFP expression via agroinfiltration, GFP expression was dramatically enhanced in terms of both protein yield and expression period in the presence of NS3. The highest accumulation of GFP protein reached to 6.8% of total soluble proteins, which corresponded to a two-fold increase compared to that obtained in the absence of NS3. In addition, NS3 significantly suppressed the initiation of GFP co-silencing induced by the additive GFP infiltration in GFP-transgenic Nicotiana benthamiana. The NS3 gene was also found to be a stronger suppressor than Cucumber mosaic virus 2b. These observations are believed to be derived from the strong suppressive effect of NS3 on gene silencing, and indicate that NS3 could be used as an effective enhancer for the rapid production of foreign proteins in plants.
It was previously shown that AtNAP1 is a plastidic SufB protein involved in Fe-S cluster assembly in Arabidopsis. In this study, we investigated the effects of depleting SufB protein from plant cells using virus-induced gene silencing (VIGS). VIGS of NbNAP1 encoding a Nicotiana benthamiana homolog of AtNAP1 resulted in a leaf yellowing phenotype. NbNAP1 was expressed ubiquitously in plant tissues with the highest level in roots. A GFP fusion protein of the N-terminal region (M1-V103) of NbNAP1 was targeted to chloroplasts. Depletion of NbNAP1 resulted in reduced numbers of chloroplasts of reduced size. Mitochondria also seemed to be affected. Despite the reduced number and size of the chloroplasts in the NbNAP1 VIGS lines, the expression of many nuclear genes encoding chloroplast-targeted proteins and chlorophyll biosynthesis genes remained unchanged.
Soybean plants infected with Bean pod mottle virus (BPMV) develop acute symptoms that usually decrease in severity over time. In other plant-virus interactions, this type of symptom recovery has been associated with degradation of viral RNAs by RNA silencing, which is accompanied by the accumulation of virus-derived small interfering RNAs (siRNAs). In this study, changes in the accumulation of BPMV siRNAs were investigated in soybean plants infected with BPMV alone, or infected with both BPMV and Soybean mosaic virus (SMV) and in transgenic soybean plants expressing SMV helper component-protease (HC-Pro). In many potyviruses, HC-Pro is a potent suppressor of RNA silencing. In plants infected with BPMV alone, accumulation of siRNAs was positively correlated with symptom severity and accumulation of BPMV genomic RNAs. Plants infected with both BPMV and SMV and BPMV-infected transgenic soybean plants expressing SMV HC-Pro exhibited severe symptoms characteristic of BPMVSMV synergism, and showed enhanced accumulation of BPMV RNAs and siRNAs compared to plants infected with BPMV alone and nontransgenic plants. Likewise, SMV HC-Pro enhanced the accumulation of siRNAs produced from a silenced green fluorescent protein gene in transient expression assays, while the P19 silencing suppressor of Tomato bushy stunt virus did not. Consistent with the modes of action of HC-Pro in other systems, which have shown that HC-Pro suppresses RNA silencing by preventing the unwinding of duplex siRNAs and inhibiting siRNA methylation, these studies showed that SMV HC-Pro interfered with the activities of RNA-induced silencing complexes, but not the activities of Dicer-like enzymes in antiviral defenses.
Virus-induced gene silencing (VIGS) is an attractive reverse-genetics tool for studying gene function in plants. We showed that silencing of a phytoene desaturase (PDS) gene is maintained throughout TRV-PDS-inoculated tomato plants as well as in their flowers and fruit and is enhanced by low temperature ($15^{\circ}C$) and low humidity (30%). RT-PCR analysis of the PDS gene revealed a dramatic reduction in the level of PDS mRNA in leaves, flowers and fruits. Silencing of PDS results in the accumulation of phytoene, the desaturase substrate. In addition, the content of chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll in the leaves of PDS-silenced plants was reduced by more than 90%. We also silenced the LeEIN2 gene by infecting seedlings, and this suppressed fruit ripenning. We conclude that this VIGS approach should facilitate large-scale functional analysis of genes involved in the development and ripening of tomato.
Kim, Kil Hyun;Lim, Seungmo;Kang, Yang Jae;Yoon, Min Young;Nam, Moon;Jun, Tae Hwan;Seo, Min-Jung;Baek, Seong-Bum;Lee, Jeom-Ho;Moon, Jung-Kyung;Lee, Suk-Ha;Lee, Su-Heon;Lim, Hyoun-Sub;Moon, Jae Sun;Park, Chang-Hwan
The Plant Pathology Journal
/
v.32
no.2
/
pp.112-122
/
2016
Virus-induced gene silencing (VIGS) is an effective tool for the study of soybean gene function. Successful VIGS depends on the interaction between virus spread and plant growth, which can be influenced by environmental conditions. Recently, we developed a new VIGS system derived from the Soybean yellow common mosaic virus (SYCMV). Here, we investigated several environmental and developmental factors to improve the efficiency of a SYCMV-based VIGS system to optimize the functional analysis of the soybean. Following SYCMV: Glycine max-phytoene desaturase (GmPDS) infiltration, we investigated the effect of photoperiod, inoculation time, concentration of Agrobacterium inoculm, and growth temperature on VIGS efficiency. In addition, the relative expression of GmPDS between non-silenced and silenced plants was measured by qRT-PCR. We found that gene silencing efficiency was highest at a photoperiod of 16/8 h (light/dark) at a growth temperature of approximately $27^{\circ}C$ following syringe infiltration to unrolled unifoliolate leaves in cotyledon stage with a final SYCMV:GmPDS optimal density $(OD)_{600}$ of 2.0. Using this optimized protocol, we achieved high efficiency of GmPDS-silencing in various soybean germplasms including cultivated and wild soybeans. We also confirmed that VIGS occurred in the entire plant, including the root, stem, leaves, and flowers, and could transmit GmPDS to other soybean germplasms via mechanical inoculation. This optimized protocol using a SYCMV-based VIGS system in the soybean should provide a fast and effective method to elucidate gene functions and for use in large-scale screening experiments.
The target of rapamycin complex (TORC) plays a key role in plant cell growth and survival by regulating the gene expression and metabolism according to environmental information. TORC activates transcription, mRNA translation, and anabolic processes under favorable conditions, thereby promoting plant growth and development. Tomato fruit ripening is a complex developmental process promoted by ethylene and specific transcription factors. TORC is known to modulate leaf senescence in tomato. In this study, we investigated the function of TORC in tomato fruit ripening using virus-induced gene silencing (VIGS) of the TORC genes, TOR, lethal with SEC13 protein 8 (LST8), and regulatory-associated protein of TOR (RAPTOR). Quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction showed that the expression levels of tomato TORC genes were the highest in the orange stage during fruit development in Micro-Tom tomato. VIGS of these TORC genes using stage 2 tomato accelerated fruit ripening with premature orange/red coloring and decreased fruit growth, when control tobacco rattle virus 2 (TRV2)-myc fruits reached the mature green stage. TORC-deficient fruits showed early accumulation of carotenoid lycopene and reduced cellulose deposition in pericarp cell walls. The early ripening fruits had higher levels of transcripts related to fruit ripening transcription factors, ethylene biosynthesis, carotenoid synthesis, and cell wall modification. Finally, the early ripening phenotype in Micro-Tom tomato was reproduced in the commercial cultivar Moneymaker tomato by VIGS of the TORC genes. Collectively, these results demonstrate that TORC plays an important role in tomato fruit ripening by modulating the transcription of various ripening-related genes.
COPI vesicles are essential to the retrograde transport of proteins in the early secretory pathway. The COPI coatomer complex consists of seven subunits, termed ${\alpha}-$, ${\beta}-$, ${\beta}^{\prime}-$, ${\gamma}-$, ${\delta}-$, ${\varepsilon}-$, and ${\zeta}$-COP, in yeast and mammals. Plant genomes have homologs of these subunits, but the essentiality of their cellular functions has hampered the functional characterization of the subunit genes in plants. Here we have employed virus-induced gene silencing (VIGS) and dexamethasone (DEX)-inducible RNAi of the COPI subunit genes to study the in vivo functions of the COPI coatomer complex in plants. The ${\beta}^{\prime}-$, ${\gamma}-$, and ${\delta}$-COP subunits localized to the Golgi as GFP-fusion proteins and interacted with each other in the Golgi. Silencing of ${\beta}^{\prime}-$, ${\gamma}-$, and ${\delta}$-COP by VIGS resulted in growth arrest and acute plant death in Nicotiana benthamiana, with the affected leaf cells exhibiting morphological markers of programmed cell death. Depletion of the COPI subunits resulted in disruption of the Golgi structure and accumulation of autolysosome-like structures in earlier stages of gene silencing. In tobacco BY-2 cells, DEX-inducible RNAi of ${\beta}^{\prime}$-COP caused aberrant cell plate formation during cytokinesis. Collectively, these results suggest that COPI vesicles are essential to plant growth and survival by maintaining the Golgi apparatus and modulating cell plate formation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.