基于TelMV病毒载体的百香果外源基因表达与病毒诱导基因沉默系统开发及其应用

为解决百香果(Passiflora edulis)功能基因组学研究工具匮乏的问题，研究人员开发了基于Telosma mosaic virus (TelMV)的病毒介导蛋白过表达(VOX)和病毒诱导基因沉默(VIGS)载体系统pTelMV-GW。该系统通过Gateway克隆技术实现基因快速组装，成功在百香果中实现绿色荧光蛋白(GFP)和细菌八氢番茄红素合成酶(CrtB)的稳定表达，并在本氏烟中诱导系统性基因沉默。改良载体pTelMV-R181K-GW通过突变HC-Pro蛋白增强沉默效率，为百香果重要农艺性状基因鉴定提供了关键技术平台。

　　

百香果(Passiflora edulis)作为热带多年生藤本植物，其风味独特的果实富含抗氧化物质和维生素，但功能基因组研究长期受限于遗传操作工具的缺乏。这项研究创新性地利用全球流行的马铃薯Y病毒科(Potyviridae)成员——夜来香花叶病毒(Telosma mosaic virus, TelMV)开发了多功能载体系统。

研究者构建的pTelMV-GW载体搭载Gateway重组位点，犹如基因快递员，成功将绿色荧光蛋白(GFP)和源自细菌的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase, CrtB)递送至百香果全身。更有趣的是，装载GFP基因片段的载体在转基因本氏烟(Nicotiana benthamiana)中触发了"基因消音"效应，使荧光蛋白表达量显著降低。

为提高沉默效率，团队对病毒的关键"防御武器"——辅助成分蛋白酶(helper-component proteinase, HC-Pro)进行精准改造，获得R181K突变体。这个"自废武功"的突变体削弱了RNA沉默抑制能力，使得装载八氢番茄红素脱饱和酶(PDS)或镁螯合酶I亚基(ChlI)片段的新载体pTelMV-R181K-GW，在百香果中分别诱导出显著的光漂白和叶片黄化表型，犹如为植物打上了可见的"基因标记"。

该研究构建的VOX/VIGS双功能工具包，为解析百香果风味物质合成、抗病性等重要性状提供了分子开关，也为其他难转化作物的基因功能研究提供了可借鉴的技术范式。