JIPB | 金海翎团队研究揭示延长作物对病原菌抗性的RNA干扰方法！

植物病原真菌是对全球粮食安全的一个始终存在的威胁，在收获前和收获后都能造成毁灭性的产量损失。目前的真菌病害管理策略在很大程度上依赖于化学杀菌剂的使用、宿主抗性和作物轮作。然而，杀菌剂的使用可能导致目标物种产生抗性，而且合成杀菌剂可能对人类、有益生物和更广泛的环境有害。此外，消费者越来越多地要求降低食品中杀菌剂和其他化学品的含量，引发了世界各地的政策变化。2022年6月，欧盟委员会公布了一项关于可持续使用农药的新法规提案，该提案将设定具有法律约束力的目标，到2030年将化学农药的使用和风险减少50%，这是欧洲绿色协议的计划。然而，欧洲种植者对迄今为止有限的有效和负担得起的替代品感到担忧，欧盟的监管变化可能最终影响到世界各地的农产品出口。因此，为了保障全球食品安全、生态系统健康和满足消费者的需求，需要开发和采用新型的、可持续的生态友好型病害管理战略。

2022年8月30日，国际权威学术期刊Journal of Integrative Plant Biology发表了美国加州大学河滨分校金海翎（Cell Host & Microbe | 加州大学河滨分校金海翎团队揭示染色质重塑蛋白调节植物免疫受体NLRs！PNAS | 加州大学河滨分校金海翎团队揭示具有预防和治理柑橘黄龙病双重功能的稳定抗菌肽！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！）和澳大利亚昆士兰大学Neena Mitter团队的最新相关研究成果，题为BioClay^TMprolongs RNA interference-mediated crop protection against Botrytis cinerea的研究论文。

控制真菌性植物病害的最有前途的工具之一是喷雾诱导基因沉默（SIGS）。在SIGS中，小干扰RNA（siRNA）或双链RNA（dsRNA）针对重要的或与毒力有关的病原体基因，外源性地应用于植物和果实，以触发目标基因的RNA干扰（RNAi），抑制真菌生长和病害。然而，SIGS受到RNA在环境条件下不稳定性质的限制。使用层状双氢氧化物或粘土颗粒作为载体来传递具有生物活性的dsRNA，这种配方被称为BioClay^TM，可以提高RNA在植物上的耐久性，延长其对病原体的活性。在这篇文章中，科研人员证明了以BioClay形式传递的dsRNA可以延长对番茄叶子和果实以及成熟的鹰嘴豆植物对抗灰霉病菌的保护时间，这是一种主要的植物真菌病原体。与裸露的dsRNA相比，BioClay在番茄叶片上的保护时间从1周增加到3周，在番茄果实上从5天增加到10天。在开花的鹰嘴豆植株上，BioClay提供了长达四周的保护，涵盖了结荚的关键时期，而裸露的dsRNA提供的保护有限。这项研究代表了采用SIGS作为传统杀菌剂的生态友好型替代品的一个重要步骤。

图1. 真菌细胞可以在dsRNA释放后从BioClay^TM吸收dsRNA

图2. 应用BioClay^TM对番茄离体叶片上的B.cinerea感染有稳定的抑制作用

图3. BioClay™对鹰嘴豆植物的抗病保护

图4. 应用BioClay^TM对番茄果实上的B.cinerea感染有稳定的抑制作用

图5. MgFe BioClay™对番茄果实上的B. cinerea感染有稳定的抑制作用

更多精彩内容，点击下方“往期回顾”