从喷洒dsRNA的大麦中分离的细胞外囊泡对禾谷镰刀菌中没有生长抑制或基因沉默效应

许多报告表明，将表达双链 RNA (dsRNA) 的转基因植物或将 dsRNA 喷洒到植物叶子上，可以成功地保护植物免受利用 RNA 干扰 (RNAi) 机制的入侵病原体的侵害。dsRNA 或 siRNA 如何在供体宿主细胞和受体真菌细胞之间转移在很大程度上是未知的（图 1）。据推测，植物细胞外囊泡 (EVs) 作为 RNA 在植物及其病原体之间穿梭。

图 1. 该研究所用到的研究方法

最近，研究人员发现从宿主诱导的基因沉默 (HIGS) 或喷雾诱导的基因沉默 (SIGS) 植物中分离出的 EV 含有 dsRNA 衍生的 siRNA。在这项研究中，作者评估了从喷洒 dsRNA 的大麦（Hordeum vulgare）植物中分离出的 EV 是否会影响植物病原性子囊菌禾谷镰刀菌的生长。受之前发现将大麦衍生的 EVs 滴在禾谷镰刀菌培养物上会导致真菌应激表型的鼓舞，研究人员在微量滴定板中进行了体外生长实验，在该实验中，将禾谷镰刀菌与从 dsRNA 喷洒的大麦叶中分离的植物 EVs 共同培养。结果显示，禾谷镰刀菌大分生孢子与大麦 EV 的共同培养不会影响真菌的生长（图 2）。

图 2. dsRNA处理后的大麦叶片纯化 EV 与禾谷镰刀菌液体培养物共培养

此外，含有 SIGS 衍生 siRNA 的植物 EV 似乎不影响禾谷镰刀菌的生长，并且对禾谷镰刀菌 CYP51 基因没有基因沉默活性（图 3）。根据这项研究结果，可以得出结论，要么 SIGS 衍生的 siRNA 的量不足以诱导禾谷镰刀菌中的靶基因沉默，这表明 EV 在 SIGS 中的作用很小，要么是禾谷镰刀菌从液体中摄取植物 EV 的效率低下或没有作用。

图 3. 共培养结果分析

该研究发现用 SIGS 和 HIGS 衍生的植物 EV 处理体外培养物后，禾谷镰刀菌的生长没有受到抑制。 同时，没有发现禾谷镰刀菌 CYP51 靶基因沉默，基于此，研究人员提出了一个问题，即禾谷镰刀菌是否无法从液体培养物中吸收 EV，或者 EV 所含和粘附的 RNA 是否不足以诱导适当的基因沉默反应。 这些还需要进一步的研究来区分不正确的 EV 摄取和 EV 可能在 HIGS 和 SIGS 中 RNA 的易位和摄取中起重要作用的可能性。

原文链接：

https://doi.org/10.1186/s40694-022-00143-w