白癜风可以看好吗 http://m.39.net/pf/a_4793212.html本期分享的文献是年3月发表在《PlantBiotechnologyJournal》杂志上的一篇研究论文，题目为“Spray-inducedgenesilencingfordiseasecontrolisdependentontheefficiencyofpathogenRNAuptake”。真菌和卵菌疾病对世界范围内的农作物生产具有巨大威胁，但是目前，农作物生产主要依赖杀菌剂进行防治。因此，寻找一种环境友好型且高效防治植物病变的方式极为重要，本文作者发现，真菌可以吸收外界环境中的sRNAs，进而靶向真菌细胞的内的关键致病基因，从而降低真菌致病性，保护作物免受真菌侵害。这些发现促进了创新作物保护的发展策略，喷雾诱导基因沉默(SIGS)，且该策略已被成功应用到某些作物的保护中。1.不同类型真菌RNA吸收效率不同作者通过用荧光标签标记的sRNAs(YFP-dsRNA)处理不同的真菌细胞发现不同真菌对dsRNA的吸收效率不同，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。因此不同类型的真菌对于外界环境中的dsRNA具有不同的吸收效率。2.施加dsRNA可以靶向囊泡的运输途径基因从而抑制真菌毒力构建Bc-VPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA(20ng/μL溶解在无酶水中)，取20μL分别滴在生菜叶、小番茄、玫瑰花瓣和葡萄上，发现所有用Bc-VPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA处理的植物材料都显现出更小的伤口，且BcVPS51,BcDCTN1和BcSAC1的mRNA表达水平均减少。Sclerotiniasclerotiorum与B.cinerea密切相关，为了测试VPS51、DCTN1和SAC1是否对S.sclerotiorum致病性起到必不可少的作用，作者通过同源重组构建了SsVPS51、SsDCTN1和SsSAC1敲除系，发现培养3d后该菌株的发育和菌丝体生长减少。更重要的是，与WT相比，Ss-Dvps51、Ss-Ddctn1和Ss-Dsac1敲除突变体对生菜和羽衣甘蓝叶子的致病性减弱，因此Ss-Dvps51、Ss-Ddctn1和Ss-Dsac1可能被选取为SIGS的适当靶标。接着作者构建了S.sclerotiorumVPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA(40ng/μL溶解在无酶水中)取20μL滴加在生菜和羽衣甘蓝叶片上，发现所有用S.sclerotiorum-VPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA处理的植物材料都显现出更小的伤口，且SsVPS51,SsDCTN1和SsSAC1的mRNA表达水平降低。推测外源施加S.sclerotiorumVPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA可以降低真菌的致病性。因此，外源施加VPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA可以抑制Botrytiscinerea、S.sclerotiorum和A.niger的致病性。3.外源施加dsRNA可以抑制R.solani(立枯丝核菌)的致病性
R.solani引起的水稻纹枯病是最常见的一种全球水稻（Oryzasativa）的毁灭性真菌病害，在R.solani基因组中鉴定到了囊泡运输途径基因DCTN1和SAC1，但没有鉴定到VPS51基因，且PG是R.solani的关键致病因子。因此作者构建了Rs-DCTN1+SAC1-dsRNA和Rs-PG-dsRNA，滴加在水稻叶片上，发现与滴加水和YFP-dsRNA相比，Rs-DCTN1+SAC1-dsRNA和Rs-PG-dsRNA施加后，水稻叶片产生了更小的伤口，且Rs-DCTN1、Rs-SAC1和Rs-PG的mRNA的表达量下调，因此，外源施加Rs-DCTN1+SAC1-dsRNA或Rs-PG-dsRNA可以靶向和沉默R.solani致病基因，保护植物免受R.solani感染。
4.RNA在土壤中不稳定存在并且用dsRNA预处理植物根部后可以抑制V.dahliae的感染大丽轮枝菌是一种根部病原菌，可以造成成千上万植物的萎蔫病。之前的研究发现大丽轮枝菌基因组编码DCTN1和SAC1，但是不编码VPS51，因此作者合成了Vd-DCTN1+SAC1dsRNA和VdDCL1+DCL2dsRNA.。但是作者发现，RNA在土壤中十分不稳定并且直接施加dsRNA在土壤中不能发挥对植物的保护作用，所以，我们将拟南芥根浸入Vd-DCL1/2-dsRNA或VdDCTN1+SAC1-dsRNA与大丽轮枝菌孢子液中，然后把该幼苗种植在土壤中，发现与用YFP-dsRNA处理的幼苗相比，发现该幼苗表现出减少的病变症状，并且用Vd-DCL1/2-dsRNA或VdDCTN1+SAC1-dsRNA处理的大丽轮枝菌的被靶向基因的mRNA的表达水平显著下降。因此，创新的RNA稳定化策略，例如使用纳米颗粒或特殊配方，可以保护土壤中的RNA并增加SIGS对土壤传播病原体的效率。5.外源施加dsRNA不能抑制胶孢炭疽菌的毒力之间的研究发现DCL蛋白对于胶孢炭疽菌的生长和致病性具有非常重要的作用，因此作者合成了CgVPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA和Cg-DCL1/2-dsRNA，滴加该dsRNA在不同的果实上(例如苹果、樱桃和番茄)。与用YFP-dsRNA处理相比，这些果实都显现出相同严重的病变情况。并且，与空白相比，用CgVPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA和Cg-DCL1/2-dsRNA处理的胶孢炭疽菌的靶基因mRNA的表达量没有出现明显的下调。因此说明外源施加dsRNA不能抑制胶孢炭疽菌的致病性。6.马铃薯晚疫病菌对外界dsRNA的吸收效率较低且外源施加dsRNA不能抑制马铃薯晚疫病菌的毒力除了真菌，卵菌也会对植物农作物产生巨大的危害。例如，由P.infestans引起的马铃薯晚疫病，导致马铃薯茎叶死亡并导致块茎腐烂。用荧光素标记YFP-dsRNA培养菌丝后并随后用MNase处理，发现插入黑麦-蔗糖培养基的菌丝的致病疫霉中检测到微弱的荧光信号，而在来自萌发孢子的菌丝中没有观察到信号。并且，荧光仅在大约5-10%的孢子囊和游动孢子囊中发现。
为了探测外源施加dsRNA是否会影响卵菌的致病性，因此作者选取了几个对于卵菌致病性较为重要的基因，合成了PiDCL1-,PiHMP1-,PiPGB1-和DCTN1+SAC1dsRNA，滴加其在番茄果实上，发现与对照相比并不能影响果实的发病情况，并且施加外源dsRNA后并不能影响马铃薯晚疫病菌内相应靶向基因mRNA的表达水平。7.dsRNA介导的植物保护机制能持续多长时间？作者通过施加ng/μLBc-DCL1/2-或Bc-VPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA在5-6周的番茄叶片上，接着在1,3,7和14天时，分别用灰霉菌的孢子侵染植物叶片，在1，3，7天时发现相对与用水和YFP-dsRNA处理的叶片相比，用Bc-DCL1/2或Bc-VPS51+DCTN1+SAC1-dsRNA处理的叶片灰霉菌的生长受到明显抑制现象，但在14天是这种抑制现象不再明显。综上所述，这些结果表明在实验条件下dsRNA可以提供长达7天的保护，RNAi效应随着时间的推移减少可能是由于dsRNA在环境逐渐减少。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，如何增强环境中RNA稳定性，对应用SIGS防治大田病害至关重要。论文链接：