近日，植保學(xué)院黃麗麗教授研究團(tuán)隊(duì)在New Phytologist 上發(fā)表了題為“VmRDR2 of Valsa mali mediates the generation of VmR2-siR1 that suppresses apple resistance by RNA interference”的研究論文。該研究通過(guò)深度測(cè)序、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和生物化學(xué)方法，揭示了蘋(píng)果樹(shù)腐爛病菌（Valsa mali）VmRDR2基因通過(guò)調(diào)控VmR2-siR1的生成抑制蘋(píng)果抗病相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而抑制蘋(píng)果抗病性的機(jī)理。博士研究生梁家豪為論文第一作者，黃麗麗教授和馮浩教授為論文通訊作者。
RNA干擾（RNAi）是一種由非編碼的小RNA（small RNA, sRNAs）介導(dǎo)，廣泛存在于真核生物中高度保守的基因沉默機(jī)制，參與多種生物學(xué)過(guò)程。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)RNAi在植物與病原體相互作用中扮演著關(guān)鍵角色。然而，關(guān)于病原真菌如何利用RNAi機(jī)制，尤其是信號(hào)擴(kuò)增組件RdRP在 sRNA 生成以及調(diào)控植物防御反應(yīng)的作用機(jī)制尚未見(jiàn)報(bào)道。
該研究首先發(fā)現(xiàn)V. mali存在兩個(gè)同源的VmRDR1和VmRDR2，均含有RdRP保守結(jié)構(gòu)域，VmRDR2缺失后病原菌的致病力顯著降低，VmRDR1RDR2雙基因缺失后病原菌致病力極顯著降低，表明其在V. mali侵染寄主過(guò)程中至關(guān)重要。隨后通過(guò)sRNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，VmRDR2的缺失大幅度降低了病原菌的sRNA豐度，特別是影響了內(nèi)源小干擾RNA（Small interfering RNA；siRNA）的生成。進(jìn)一步針對(duì)影響最顯著的VmR2-siR1進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)VmR2-siR1正向調(diào)節(jié)病原菌的致病力，降解組測(cè)序結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)VmR2-siR1可以特異性地降解蘋(píng)果MdLRP14基因的表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)MdLRP14的過(guò)表達(dá)能夠增強(qiáng)蘋(píng)果對(duì)V. mali的抗性，而VmR2-siR1的存在則能抑制這種抗性的產(chǎn)生。此外，MdLRP14基因沉默也會(huì)降低蘋(píng)果的抗病性。本研究首次揭示了腐爛病菌如何利用RNAi通路中的RdRP來(lái)抑制寄主蘋(píng)果的防御反應(yīng)，為理解跨界RNAi在植物-病原體互作過(guò)程中的作用提供了新的視角，為探究植物與病原體之間的復(fù)雜相互作用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（U1903206，3217237559）和陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃面上項(xiàng)目（2019JM-418）的資助。
原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19867
日期：2024-07-18
RNA干擾（RNAi）是一種由非編碼的小RNA（small RNA, sRNAs）介導(dǎo)，廣泛存在于真核生物中高度保守的基因沉默機(jī)制，參與多種生物學(xué)過(guò)程。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)RNAi在植物與病原體相互作用中扮演著關(guān)鍵角色。然而，關(guān)于病原真菌如何利用RNAi機(jī)制，尤其是信號(hào)擴(kuò)增組件RdRP在 sRNA 生成以及調(diào)控植物防御反應(yīng)的作用機(jī)制尚未見(jiàn)報(bào)道。
該研究首先發(fā)現(xiàn)V. mali存在兩個(gè)同源的VmRDR1和VmRDR2，均含有RdRP保守結(jié)構(gòu)域，VmRDR2缺失后病原菌的致病力顯著降低，VmRDR1RDR2雙基因缺失后病原菌致病力極顯著降低，表明其在V. mali侵染寄主過(guò)程中至關(guān)重要。隨后通過(guò)sRNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，VmRDR2的缺失大幅度降低了病原菌的sRNA豐度，特別是影響了內(nèi)源小干擾RNA（Small interfering RNA；siRNA）的生成。進(jìn)一步針對(duì)影響最顯著的VmR2-siR1進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)VmR2-siR1正向調(diào)節(jié)病原菌的致病力，降解組測(cè)序結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)VmR2-siR1可以特異性地降解蘋(píng)果MdLRP14基因的表達(dá)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)MdLRP14的過(guò)表達(dá)能夠增強(qiáng)蘋(píng)果對(duì)V. mali的抗性，而VmR2-siR1的存在則能抑制這種抗性的產(chǎn)生。此外，MdLRP14基因沉默也會(huì)降低蘋(píng)果的抗病性。本研究首次揭示了腐爛病菌如何利用RNAi通路中的RdRP來(lái)抑制寄主蘋(píng)果的防御反應(yīng)，為理解跨界RNAi在植物-病原體互作過(guò)程中的作用提供了新的視角，為探究植物與病原體之間的復(fù)雜相互作用提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（U1903206，3217237559）和陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃面上項(xiàng)目（2019JM-418）的資助。
原文鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19867
日期：2024-07-18
