研究揭示微生物種間RNAi并構(gòu)建新型作物病害防控技術(shù)體系

(資料圖)

近日，中國科學(xué)院微生物研究所郭惠珊團(tuán)隊(duì)在《自然-植物》（Nature Plants）上，發(fā)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(fā)現(xiàn)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(dǎo)RNAi；創(chuàng)建了基于種間RNAi的Microbe-induced gene silencing（MIGS）技術(shù)體系，開發(fā)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(tuán)隊(duì)在根際微生物中篩選到可進(jìn)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(biāo)，構(gòu)建了可靶向目標(biāo)sRNA的RNAi工程菌（Th-GFPi），創(chuàng)建了可視化的MIGS體系。當(dāng)與Th-GFPi菌株共培養(yǎng)時(shí)，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(xì)胞外，并進(jìn)入V592-GFP真菌細(xì)胞發(fā)揮RNAi作用。?

為了檢驗(yàn)MIGS技術(shù)能否應(yīng)用于作物病害防控，該研究分別構(gòu)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(fā)現(xiàn)，在含有大麗輪枝菌（V592）或尖孢鐮刀菌（Fsu）的培養(yǎng)基中，Th-Pmt2i 和Th-Pmt2iFo分別特異抑制靶標(biāo)真菌的生長。?

自然土壤環(huán)境中，Th-Pmt2i菌株比野生型Th表現(xiàn)出更強(qiáng)的防控棉花黃萎病的作用。同樣，Th-Pmt2iFo比野生型Th表現(xiàn)出更強(qiáng)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(shí)了MIGS技術(shù)可有效進(jìn)行作物病害防控，并具有廣泛性和靶標(biāo)特異性。?

研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）的支持。?