Plant Cell | 植物利用互补RNA沉默病原体和害虫基因的分子机制！

宿主诱导的基因沉默（HIGS）是指通过在宿主植物中表达同源的双链RNA（dsRNA）或人工microRNA（amiRNA）来沉默病原体和害虫的基因。这种跨界的RNA沉默的发现使基于RNA干扰的方法得以发展，以控制各种作物病原体和害虫（Nature | 植物和真菌通过胞外囊泡交换RNA启发了保护作物的方法！Nature Plants | 加州大学金海翎团队揭示RNA结合蛋白有助于植物细胞外囊泡中的小RNA装载！Plant Journal | 研究揭示根部益生菌通过基因沉默机制诱导植物生长和系统抗病性！PNAS | 研究揭示共生真菌通过使用小RNA调控植物宿主的基因表达！PNAS | 中科院段成国团队揭示植物病原真菌抑制宿主小RNA跨界干扰以增强毒力的机制！Cell Host & Microbe | 清华大学刘玉乐团队揭示钙信号激活植物的RNAi防御机制！）。尽管HIGS是一个很有前景的策略，但人们对这些调控性RNA从植物转移到病原体的机制，以及它们如何在病原体中诱导基因沉默的机制了解甚少。这种认识的缺乏导致各种HIGS处理方法的效果存在很大的差异。这种变异性可能是由于多种因素造成的，如目标病原体或害虫从宿主那里吸收和/或处理RNA的能力，在病原体或害虫中选择用于沉默的特定基因和靶标序列，以及dsRNAs或amiRNAs在何处、何时以及如何产生和转位。

2022年6月6日，国际权威学术期刊The Plant Cell发表了美国印第安纳大学Roger Innes团队的最新相关研究成果，题为Molecular mechanisms underlying host-induced gene silencing的研究论文。在这篇综述中，科研人员总结了目前已知的HIGS的分子机制，确定了关键的未解问题，并探讨了提高HIGS处理在控制作物病害方面的有效性和可重复性的策略（抗击病虫害的新式武器：RNA疫苗；抗击农作物病虫害的新技术）。

图1. 拟南芥中生产小干扰RNA的途径

图2. 与喷雾诱导的基因沉默（SIGS）有关的主要研究结果摘要

图3. 质外体汁液含有不同的RNA种类

HIGS和SIGS基础研究的未来方向

需要更多的调查来了解植物和病原体吸收RNA的机制，因为这些见解应该导致HIGS和SIGS效力的提高。基本问题仍有待回答，如如何选择特定的RNA和RNA结合蛋白进行输出，以及它们是如何输出的。病原体RNAi机制在HIGS和SIGS中的作用也需要被确定。SIGS是否需要来自植物或病原体的特定AGO蛋白？病原体摄取和转运RNA的机制是什么？一旦RNA被病原体摄取，它是如何释放到细胞质中与病原体RNA接触的？解决这一长串问题需要一个强大的HIGS系统，在该系统中，候选基因可以在宿主和病原体中被破坏，从而可以评估单个基因和基因家族对HIGS和SIGS的贡献。

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