近日，由南京雷竞技ap官网入口 大学植物保护学院牛冬冬课题组和加州大学河滨分校Hailing Jin团队在Plant Biotechnology Journal杂志合作发表了题为“Spray-induced gene silencing for disease co
ntrol is dependent on the efficiency of pathogen RNA uptake”的研究论文。该研究通过比较致病真菌、卵菌和非致病真菌对dsRNA吸收效率，发现灰霉病菌、核盘菌、立枯丝核菌、黑曲霉菌和大丽轮枝菌能够有效吸收dsRNA，有益真菌绿木霉菌吸收dsRNA效率较低，而胶孢炭疽菌却不能吸收dsRNA。致病疫霉对dsRNA的吸收效率较低，病原菌的不同细胞类型和发育阶段也影响dsRNA的吸收效率（图1）。
作物病害绿色防控对保障我国粮食安全和雷竞技ap官网入口 可持续发展具有重大意义。近年，随着对小RNA生物学功能研究的逐步深入，发现小RNA在植物与病原菌互作中具有关键调节功能，其中小RNA跨界调控成为领域内的研究热点，实现了小RNA穿梭转运机制的重要理论突破，并逐渐发展了以跨界RNAi技术为基础的喷雾诱导的基因沉默（Spray-Induced Gene Silencing, SIGS）。SIGS是通过体外合成靶向靶标致病因子的双链RNA（double-stranded RNA, dsRNA），喷洒在植物表面，从而抑制病害的发生，实现病害的绿色防控。然而SIGS防治作物病害的理论基础还不清楚。
图1. 使用荧光素标记的YFP-dsRNA检测多种真菌对dsRNA的吸收效率
通过防病效果检测发现，SIGS对dsRNA吸收效率高的病原菌具有较好的防治效果，可以显著抑制病害的发生。相反，SIGS无法抑制吸收效率低或不能吸收dsRNA病原菌的致病力。此外，为了检验dsRNA对作物的保护作用的持久性，该研究对dsRNA处理后不同时间段防治番茄灰霉病的效果进行了检测，发现dsRNA处理7天后仍对灰霉病具有较好的防病作用（图2），表明SIGS在防治大田病害方面具有广阔的应用前景。
目前，SIGS介导的病害防治已经有成功案例，本研究发现病原菌对dsRNA的吸收效率是应用SIGS的瓶颈。未来如何通过进一步优化传递载体或其它途径，提高病原菌对dsRNA的吸收效率，从而拓展SIGS的应用领域。此外，如何增强环境中RNA稳定性，对应用SIGS防治大田病害也至关重要。
图2. SIGS介导植物保护的持久性
南京雷竞技ap官网入口 大学植物保护学院牛冬冬副教授和加州大学河滨分校Hailing Jin教授为该论文共同通讯作者，南京雷竞技ap官网入口 大学为论文第一完成单位，已毕业博士研究生乔露露为论文第一作者。该研究得到了江苏省雷竞技ap官网入口 科技自主创新基金等项目资助。
