研究揭示微生物種間RNAi并構建新型作物病害防控技術體系

(資料圖)

近日，中國科學院微生物研究所郭惠珊團隊在《自然-植物》（Nature Plants）上，發表了題為Microbe-induced gene silencing boosts crop protection against soil-borne fungal pathogens的研究論文。該研究發現了作物根際真菌的種間RNA干擾（種間RNAi），即sRNA能在真菌間傳遞并誘導RNAi；創建了基于種間RNAi的Microbe-induced gene silencing（MIGS）技術體系，開發了以有益微生物為“sRNA抗菌劑”天然載體的微生物制劑，可有效防治棉花和水稻的土傳真菌病害。?

科研團隊在根際微生物中篩選到可進行遺傳操作的益生菌（哈茨木霉，Th），以土傳病原真菌（大麗輪枝菌，V592-GFP）攜帶的GFP為靶標，構建了可靶向目標sRNA的RNAi工程菌（Th-GFPi），創建了可視化的MIGS體系。當與Th-GFPi菌株共培養時，V592-GFP綠色熒光明顯減弱（圖1）。該工作證明了種間RNAi的存在，RNAi工程菌Th-GFPi可將sRNA傳遞到細胞外，并進入V592-GFP真菌細胞發揮RNAi作用。?

為了檢驗MIGS技術能否應用于作物病害防控，該研究分別構建了靶向大麗輪枝菌（Th-Pmt2i）和尖孢鐮刀菌（Th-Pmt2iFo）特異基因的工程菌。研究發現，在含有大麗輪枝菌（V592）或尖孢鐮刀菌（Fsu）的培養基中，Th-Pmt2i 和Th-Pmt2iFo分別特異抑制靶標真菌的生長。?

自然土壤環境中，Th-Pmt2i菌株比野生型Th表現出更強的防控棉花黃萎病的作用。同樣，Th-Pmt2iFo比野生型Th表現出更強的防控水稻病害的作用，水稻株高和鮮重明顯增加。上述成果證實了MIGS技術可有效進行作物病害防控，并具有廣泛性和靶標特異性。?

研究工作得到國家自然科學基金重點項目和中國科學院戰略性先導科技專項（A類）的支持。?